CN108336720B - 单相接地行波保护方法及装置和计算机设备 - Google Patents
单相接地行波保护方法及装置和计算机设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108336720B CN108336720B CN201810066880.0A CN201810066880A CN108336720B CN 108336720 B CN108336720 B CN 108336720B CN 201810066880 A CN201810066880 A CN 201810066880A CN 108336720 B CN108336720 B CN 108336720B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phase
- traveling wave
- voltage
- current
- modulus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 57
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 43
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 10
- 238000000819 phase cycle Methods 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 7
- 230000001934 delay Effects 0.000 abstract description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 16
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 12
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 10
- 241001269238 Data Species 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 208000025274 Lightning injury Diseases 0.000 description 5
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
- H02H7/265—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured making use of travelling wave theory
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本发明提供了一种单相接地行波保护方法及装置和计算机设备。其中，方法包括：当线路发生行波扰动，判断扰动是否发生在线路中继电器的无电源端；当判定扰动发生在继电器的无电源端，判断继电器无电源端是否发生单相接地故障；当判定发生单相接地故障，基于按照阶梯型原则整定的时间延时发出跳闸信号；若该继电器根据跳闸信号发出跳闸命令，该线路无电源侧的继电器将会根据检测到的三相工频电气量的变化情况，发出跳闸命令。通过本发明的技术方案，实现电力线路保护全线相继速动，快速有选择地从线路两端切除单相接地故障，为快速恢复正常线路供电提供条件，提高电力线路运行可靠性，且不需要通信通道，具有良好的经济性和实用性。
Description
技术领域
本发明涉及电力***保护和控制技术领域，具体而言，涉及一种单相接地行波保护方法，一种单相接地行波保护装置，一种计算机设备，一种计算机可读存储介质。
背景技术
现有的配网保护技术大多数采用传统的按照梯形原则整定的过电流保护。这一技术适用于在我国广泛应用的单电源辐射状的多段分支电力线路。
然而，目前我国的配电网中性点大多采用不接地或者经消弧线圈接地，即中性点非有效接地***。在这种配电***中，当发生单相接地故障时，故障电流幅值很小，对故障检测和传统的过流保护造成很大的挑战。目前还没有快速有选择性地单相接地保护，而单相接地故障发生后，相电压的升高可能导致设备绝缘击穿，进一步发展为相间故障，所以也应给予及时的识别和处理。
现有的电力线路保护技术包括基于单端电气量的电流保护、电压保护和距离保护，基于双端电气量的电流差动保护、纵联方向保护等等。但是电力线路发生故障后，故障后的暂态行波信息和工频稳态电气量一样都包括了故障发生、故障地点等故障信息。基于暂态故障行波信息也一样可以构成电力线路保护。而基于暂态行波的保护技术比基于工频稳态的保护技术具有先天的快速性。因此，研究基于暂态行波的继电保护能够有利促进继电保护技术的发展。
基于暂态行波的故障信息已被用于构造行波保护、行波测距和行波选线，已取得了一些进展。但是现有的基于行波信息的保护技术也有其自身的不足，如由于难以区分故障产生的行波和***扰动如雷击甚至开关操作产生的行波而易于误动，在多段分支电力线路中不能从故障线路两端切除故障。
因此，如何提供一种综合利用基于极性比较的行波保护的单相接地保护方法，在含多段分支电力线路的中性点非有效接地***中能快速有选择性地从故障线路两端切除单相接地故障，成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一方面在于提出了一种单相接地行波保护方法。
本发明的另一方面在于提出了一种单相接地行波保护装置。
本发明的再一方面在于提出了一种计算机设备。
本发明的又一方面在于提出了一种计算机可读存储介质。
有鉴于此，本发明提出了一种单相接地行波保护方法，包括：当线路发生行波扰动，判断扰动是否发生在线路电源侧继电器的无电源端；当判定扰动发生在线路电源侧继电器的无电源端，判断线路电源侧继电器的无电源端是否发生单相接地故障；当判定发生单相接地故障，基于按照阶梯型原则整定的时间发出跳闸信号；若线路电源侧继电器根据跳闸信号发出跳闸命令，该线路无电源侧的继电器将会根据检测到的三相工频电气量的变化情况，发出跳闸命令。
电力线路发生故障后，电力***经过暂态过程后进入故障后稳态。故障后的暂态行波信息和稳态工频信息都是故障现象的一部分，也都能反映故障，其中暂态行波信息反映了交流***发生故障后的微观情况，稳态工频信息反映了交流***发生故障后***的宏观情况。电力线路发生故障后，***中将产生从故障点出发沿***传播的故障行波，故障初始行波仅受经过的路径上电气设备的影响，不受***中行波尚未经过的电气设备的影响，因此，在测量点，初始行波不受中性点接地方式的影响。另外，当我们指定电流行波的正方向为母线指向下一条线路时，被保护线路发生故障后，电源侧继电器检测到的初始电流电压行波极性相反，无电源侧继电器检测到的初始电流电压行波极性相同。
根据本发明的单相接地行波保护方法，在含多段分支电力线路的中性点非有效接地***中的任一分支线路(即单断路器分断的单端电源辐射状配电线路)，基于检测被保护线路两端的行波电气量，判断被保护线路上是否发生了扰动，若发生了扰动，基于初始行波的极性比较，判断扰动发生在继电器哪一侧，若发生在继电器的无电源端，基于工频电气量，判断继电器无电源端是否发生了单相接地故障，并对故障与扰动加以区分，如果继电器无电源端发生了单相接地故障，则基于按照阶梯型原则整定的时间延时等待动作，当时间延时整定最短的继电器率先跳闸后，故障线路从电源侧被切除，其对端的无电源侧继电器利用感受到的三相工频电气量的变化情况具体的，无电源侧继电器将会检测到三相电流有效值趋近于零，以此作为判据，发出跳闸命令，从无电源侧将故障线路切除。通过本发明的单相接地行波保护方法，不仅能够准确而快速地检测出单相接地故障，并能快速有选择性地从故障线路两端切除单相接地故障，实现电力线路保护全线相继速动，为快速恢复正常线路供电提供条件，提高电力线路运行可靠性，且不需要通信通道，具有良好的经济性和实用性。
本发明中的行波指的是运行中的电力设备由于受到扰动引起的在电力***中传播的电磁波。
在上述技术方案中，优选地，按照阶梯型原则整定的时间，具体为：根据继电器与电源的距离设置对应的整定时间；其中，距离越近，整定时间越长。
在该技术方案中，继电器距离电源越近，其所对应的整定时间越长。如果***发生了行波扰动，判断扰动发生在继电器的哪一端，若发生在继电器无电源端，判断继电器无电源端是否发生了单相接地故障时，若发生了单相接地故障，每个这样的继电器将按照相应的整定时间延时后动作，当延时最短的继电器发出跳闸命令后，故障线路从电源侧被切除，其另一侧的无电源侧继电器利用感受到的三相工频电气量的变化情况，来发出跳闸命令，从无电源侧将故障线路切除。从而实现电力线路保护全线相继速动，准确而快速地检测出单相接地故障，快速有选择地从线路两端切除单相接地故障。
在上述任一技术方案中，优选地，该方法还包括：实时采集线路两端的三相电压行波和三相电流行波；将三相电压行波的模拟量或三相电流行波的模拟量与预设阈值进行比较，若三相电压行波的模拟量或三相电流行波的模拟量大于预设阈值，则判定发生行波扰动。
在该技术方案中，实时按照预设采样频率(如1Mhz)同步采集被保护线路上三相电压行波和三相电流行波；将实时三相电压行波或三相电流行波的模拟量输入电平比较电路，与预设阈值比较，判断***中是否发生了行波扰动。其中，阈值的设定可以为200mv。具体而言，当三相电压行波模拟量或三相电压行波模拟量大于预设阈值时，则判定***发生行波扰动。
本领域技术人员应该理解，采样频率为1Mhz，但不限于此；预设阈值为200mv，但不限于此。
在上述任一技术方案中，优选地，判断扰动是否发生在线路电源侧继电器的无电源端的步骤，包括：分别存储初始三相电压行波和初始三相电流行波，计算三相电压行波的模量及三相电流行波的模量；将三相电压行波的模量和三相电流行波的模量分别进行四层小波变换，分别根据各自的小波变换结果提取相应的小波变换模极大值；分别对四层中每一层的三相电压行波的模量的小波变换模极大值与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值进行极性比较；若有至少三层的三相电压行波的模量的小波变换模极大值的极性与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值的极性相反，则判定扰动发生在线路电源侧继电器的无电源端。
在上述任一技术方案中，优选地，三相电压行波的模量包括三相电压行波线模分量和/或三相电压行波零模分量，三相电流行波的模量包括三相电流行波线模分量和/或三相电流行波零模分量。
在该技术方案中，若监测到***中发生了行波扰动，对三相电压行波的模量和三相电流行波的模量分别进行四层小波变换，此处的小波函数可选用三次B样条函数的一次导函数。根据各自的小波变换结果提取相应的模极大值。通过比较电压行波的模量四层小波变换模极大值与对应的电流行波的模量四层小波变换模极大值的极性，来判断扰动是否发生在继电器的无电源端。
具体而言，若监测到***中发生了行波扰动，存储初始三相电压行波和初始三相电流行波，如在扰动前后各64点数据。对三相电压行波进行相模变换，相模变换矩阵采用凯伦贝尔矩阵，从而获得三相电压行波线模分量和三相电压行波零模分量。同理，对三相电流行波进行相模变换，变换矩阵采用凯伦贝尔矩阵，从而获得三相电流行波线模分量和三相电流行波零模分量。
比较电压行波线模分量四层小波变换模极大值与对应的电流行波线模分量四层小波变换模极大值的极性，如果有不少于三层的电压行波线模分量和对应的电流行波线模分量的小波变换模极大值极性相反，则判定扰动发生在继电器无电源端；或者，比较电压行波零模分量四层小波变换模极大值与对应的电流行波零模分量四层小波变换模极大值的极性，如果有不少于三层的电压行波零模分量和电流行波零模分量的小波变换模极大值极性相反，则判定扰动发生在继电器无电源端；如果上述都不满足，判定扰动发生在被保护线路以外。通过本发明的技术方案，能够对单相接地故障与扰动加以区分，从而避免了相关技术中难以区分故障产生的行波和***扰动如雷击甚至开关操作产生的行波而易于误动的问题。
本领域技术人员应该理解，实时采集的三相电压行波和三相电流行波扰动前后各64点数据，仅为故障后的暂态行波数据之一，但故障后的暂态行波数据不限于此。
在上述任一技术方案中，优选地，判断线路电源侧继电器的无电源端是否发生单相接地故障的步骤，包括：实时采集线路两端的三相工频电压和三相工频电流；分别存储初始三相工频电压和初始三相工频电流，并对初始三相工频电压和初始三相工频电流分别进行相序变换，得到工频零序电压的有效值及三相工频电流的有效值；比较工频零序电压有效值与电压整定值，若工频零序电压有效值大于电压整定值，则判定线路电源侧继电器的无电源端发生接地故障；当判定线路电源侧继电器的无电源端发生接地故障，比较三相工频电流的有效值与电流整定值，若三相工频电流中每一相工频电流的有效值均低于电流整定值，则判定线路电源侧继电器的无电源端发生单相接地故障。
电力线路发生接地故障后，故障后的稳态工频电气量与故障前相比发生了显著变化。故障前，三相对称，其中三相电压对称，维持在额定电压附近；三相电流为负荷电流，无显著零序电压和零序电流。故障后，电压电流将出现显著变化。中性点非有效接地***中，单相接地故障后，零序电压升高，健全相相电压升高，除单相接地以外的短路故障，故障相电流升高，故障相电压降低。
在该技术方案中，若监测到线路电源侧继电器无电源端发生了行波扰动，存储实时采集的初始三相工频电压和初始三相工频电流，如扰动后24点数据。对三相工频电压和三相工频电流分别进行相序变换，获得三相工频电压的正、负、零三序分量，再利用傅里叶变换分别求取工频零序电压的有效值及三相工频电流的有效值。通过比较零序电压有效值与电压整定值，如果零序电压有效值大于电压整定值，则判定继电器的无电源端发生了接地故障；进而比较三相电流有效值与电流整定值，如果三相电流有效值都低于电流整定值，则判定继电器的无电源端发生了单相接地故障。
本领域技术人员应该理解，实时采集的三相工频电压和三相工频电流扰动后24点数据，仅为故障后的稳态工频数据之一，但故障后的稳态工频数据不限于此。
在上述任一技术方案中，优选地，电压整定值等于线路正常运行下的零序电压的上临界值与第一预设系数之积；电流整定值等于线路正常运行下的负荷电流的上临界值与第二预设系数之积。
在该技术方案中，电压整定值是按照***正常运行下可能出现的最大零序电压幅值与一个可靠系数相乘整定的，电流整定值按照***正常运行下可能出现的最大负荷电流与另一个可靠系数相乘整定的。
本发明还提出了一种单相接地行波保护装置，包括：扰动单元，用于当线路发生行波扰动，判断扰动是否发生在线路中线路电源侧继电器的无电源端；故障单元，用于当判定扰动发生在线路电源侧继电器的无电源端，判断线路电源侧继电器的无电源端是否发生单相接地故障；保护单元，用于当判定发生单相接地故障，基于按照阶梯型原则整定的时间发出跳闸信号；保护单元，还用于若线路电源侧继电器根据跳闸信号发出跳闸命令，线路无电源侧的继电器将会根据检测到的三相工频电气量的变化情况，发出跳闸命令。
根据本发明的单相接地行波保护装置，在含多段分支电力线路的中性点非有效接地***中的任一分支线路(即单断路器分断的单端电源辐射状配电线路)，基于检测被保护线路两端的行波电气量，判断被保护线路上是否发生了扰动，若发生了扰动，基于初始行波的极性比较，判断扰动发生在继电器哪一侧，若发生在继电器的无电源端，基于工频电气量，判断继电器无电源端是否发生了单相接地故障，并对故障与扰动加以区分，如果继电器无电源端发生了单相接地故障，则基于按照阶梯型原则整定的时间延时等待动作，当时间延时整定最短的继电器率先跳闸后，故障线路从电源侧被切除，其对端的无电源侧继电器利用感受到的三相工频电气量的变化情况具体的，无电源侧继电器将会检测到三相电流有效值趋近于零，以此作为判据，发出跳闸命令，从无电源侧将故障线路切除。通过本发明的单相接地行波保护方法，不仅能够准确而快速地检测出单相接地故障，并能快速有选择性地从故障线路两端切除单相接地故障，实现电力线路保护全线相继速动，为快速恢复正常线路供电提供条件，提高电力线路运行可靠性，且不需要通信通道，具有良好的经济性和实用性。
在上述技术方案中，优选地，按照阶梯型原则整定的时间，具体为：根据继电器与电源的距离设置对应的整定时间，其中距离越近，整定时间越长。
在该技术方案中，继电器距离电源越近，其所对应的整定时间越长。如果***发生了行波扰动，判断扰动发生在继电器的哪一端，若发生在继电器无电源端，判断继电器无电源端是否发生了单相接地故障时，若发生了单相接地故障，每个这样的继电器将按照相应的整定时间延时后动作，当延时最短的继电器发出跳闸命令后，故障线路从电源侧被切除，其另一侧的无电源侧继电器利用感受到的三相工频电气量的变化情况，来发出跳闸命令，从无电源侧将故障线路切除。从而实现电力线路保护全线相继速动，准确而快速地检测出单相接地故障，快速有选择地从线路两端切除单相接地故障。
在上述任一技术方案中，优选地，扰动单元，具体用于：实时采集线路两端的三相电压行波和三相电流行波；将三相电压行波的模拟量或三相电流行波的模拟量与预设阈值进行比较，若三相电压行波的模拟量或三相电流行波的模拟量大于预设阈值，则判定发生行波扰动。
在该技术方案中，实时按照预设采样频率(如1Mhz)同步采集被保护线路上三相电压行波和三相电流行波；将实时三相电压行波或三相电流行波的模拟量输入电平比较电路，与预设阈值比较，判断***中是否发生了行波扰动。其中，阈值的设定可以为200mv。具体而言，当三相电压行波模拟量或三相电压行波模拟量大于预设阈值时，则判定***发生行波扰动。
本领域技术人员应该理解，采样频率为1Mhz，但不限于此；预设阈值为200mv，但不限于此。
在上述任一技术方案中，优选地，扰动单元，具体还用于：分别存储初始三相电压行波和初始三相电流行波，计算三相电压行波的模量及三相电流行波的模量；分别获取三相电压行波的模量和对应的三相电流行波的模量，将三相电压行波的模量和三相电流行波的模量分别进行四层小波变换，分别根据各自的小波变换结果提取相应的小波变换模极大值；分别对四层中每一层的三相电压行波的模量的小波变换模极大值与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值进行极性比较；若有至少三层的三相电压行波的模量的小波变换模极大值的极性与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值的极性相反，则判定扰动发生在线路电源侧继电器的无电源端。
在上述任一技术方案中，优选地，三相电压行波的模量包括三相电压行波线模分量和/或三相电压行波零模分量，三相电流行波的模量包括三相电流行波线模分量和/或三相电流行波零模分量。
在该技术方案中，若监测到***中发生了行波扰动，对三相电压行波的模量和三相电流行波的模量分别进行四层小波变换，此处的小波函数可选用三次B样条函数的一次导函数。根据各自的小波变换结果提取相应的模极大值。通过比较电压行波的模量四层小波变换模极大值与对应的电流行波的模量四层小波变换模极大值的极性，来判断扰动是否发生在继电器的无电源端。
具体而言，若监测到***中发生了行波扰动，存储初始三相电压行波和初始三相电流行波，如在扰动前后各64点数据。对三相电压行波进行相模变换，相模变换矩阵采用凯伦贝尔矩阵，从而获得三相电压行波线模分量和三相电压行波零模分量。同理，对三相电流行波进行相模变换，变换矩阵采用凯伦贝尔矩阵，从而获得三相电流行波线模分量和三相电流行波零模分量。
比较电压行波线模分量四层小波变换模极大值与对应的电流行波线模分量四层小波变换模极大值的极性，如果有不少于三层的电压行波线模分量和对应的电流行波线模分量的小波变换模极大值极性相反，则判定扰动发生在继电器无电源端；或者，比较电压行波零模分量四层小波变换模极大值与对应的电流行波零模分量四层小波变换模极大值的极性，如果有不少于三层的电压行波零模分量和电流行波零模分量的小波变换模极大值极性相反，则判定扰动发生在继电器无电源端；如果上述都不满足，判定扰动发生在被保护线路以外。通过本发明的技术方案，能够对单相接地故障与扰动加以区分，从而避免了相关技术中难以区分故障产生的行波和***扰动如雷击甚至开关操作产生的行波而易于误动的问题。
本领域技术人员应该理解，实时采集的三相电压行波和三相电流行波扰动前后各64点数据，仅为故障后的暂态行波数据之一，但故障后的暂态行波数据不限于此。
在上述任一技术方案中，优选地，故障单元，具体用于：实时采集线路两端的三相工频电压和三相工频电流；分别存储初始三相工频电压和初始三相工频电流，并对初始三相工频电压和初始三相工频电流分别进行相序变换，得到工频零序电压的有效值及三相工频电流的有效值；比较三相工频零序电压有效值与电压整定值，若工频零序电压有效值大于电压整定值，则判定线路电源侧继电器的无电源端发生单相接地故障；当判定线路电源侧继电器的无电源端发生接地故障，比较三相工频电流的有效值与电流整定值，若三相工频电流中每一相工频电流的有效值均低于电流整定值，则判定线路电源侧继电器的无电源端发生单相接地故障。
电力线路发生接地故障后，故障后的稳态工频电气量与故障前相比发生了显著变化。故障前，三相对称，其中三相电压对称，维持在额定电压附近；三相电流为负荷电流，无零序电压和零序电流。故障后，电压电流将出现显著变化。中性点非有效接地***中，单相接地故障后，零序电压升高，健全相相电压升高，除单相接地以外的短路故障，故障相电流升高，故障相电压降低。
在该技术方案中，若监测到继电器无电源端发生了行波扰动，存储实时采集的初始三相工频电压和初始三相工频电流，如扰动后24点数据。对三相工频电压和三相工频电流分别进行相序变换，分别获得三相工频电压的正、负、零三序分量，再利用傅里叶变换分别求取工频零序电压的有效值及三相工频电流的有效值。通过比较零序电压有效值与电压整定值，如果零序电压有效值大于电压整定值，则判定继电器的无电源端发生了接地故障；进而比较三相电流有效值与电流整定值，如果三相电流有效值都低于电流整定值，则判定继电器的无电源端发生了单相接地故障。
本领域技术人员应该理解，实时采集的三相工频电压和三相工频电流扰动后24点数据，仅为故障后的稳态工频数据之一，但故障后的稳态工频数据不限于此。
在上述任一技术方案中，优选地，电压整定值等于线路正常运行下的零序电压的上临界值与第一预设系数之积；电流整定值等于线路正常运行下的负荷电流的上临界值与第二预设系数之积。
在该技术方案中，电压整定值是按照***正常运行下可能出现的最大零序电压幅值与一个可靠系数相乘整定的，电流整定值按照***正常运行下可能出现的最大负荷电流与另一个可靠系数相乘整定的。
本发明的第三方面，提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器用于执行如上述技术方案中任意项方法的步骤。
根据本发明的计算机设备，其所包含的处理器用于执行如上述任一技术方案中单相接地行波保护方法的步骤，因而该计算机设备能够实现该单相接地行波保护方法的全部有益效果，在此不再赘述。
本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现了如上述技术方案中任意项方法的步骤。
根据本发明的计算机可读存储介质，其上存储的计算机程序被处理器执行时实现了如上述任一技术方案中单相接地行波保护方法的步骤，因而该计算机可读存储介质能够实现该单相接地行波保护方法的全部有益效果，在此不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的单相接地行波保护方法的流程示意图；
图2示出了根据本发明的另一个实施例的单相接地行波保护方法的流程示意图；
图3示出了根据本发明的再一个实施例的单相接地行波保护方法的流程示意图；
图4示出了根据本发明的又一个实施例的单相接地行波保护方法的流程示意图；
图5示出了根据本发明的又一个实施例的单相接地行波保护方法的流程示意图；
图6示出了根据本发明的一个实施例的单相接地行波保护装置的示意框图；
图7示出了根据本发明的一个实施例的计算机设备的示意框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，根据本发明的一个实施例的单相接地行波保护方法的流程示意图。其中，该方法包括：
步骤102，当线路发生行波扰动，判断扰动是否发生在线路电源侧继电器无电源端；
步骤104，当判定扰动发生在线路电源侧继电器的无电源端，判断线路电源侧继电器无电源端是否发生单相接地故障；
步骤106，当判定发生单相接地故障，基于按照阶梯型原则整定的时间发出跳闸信号；
步骤108，若线路电源侧继电器根据跳闸信号发出跳闸命令，该线路无电源侧的继电器将会根据检测到的三相工频电气量的变化情况，发出跳闸命令。
本发明提供的单相接地行波保护方法，在含多段分支电力线路的中性点非有效接地***中的任一分支线路(即单断路器分断的单端电源辐射状配电线路)，基于检测被保护线路两端的行波电气量，判断被保护线路上是否发生了扰动，若发生了扰动，基于初始行波的极性比较，判断扰动发生在继电器哪一侧，若发生在继电器的无电源端，基于工频电气量，判断继电器无电源端是否发生了单相接地故障，并对故障与扰动加以区分，如果继电器无电源端发生了单相接地故障，则基于按照阶梯型原则整定的时间延时等待动作，当时间延时整定最短的继电器率先跳闸后，故障线路从电源侧被切除，其对端的无电源侧继电器利用感受到的三相工频电气量的变化情况具体的，无电源侧继电器将会检测到三相电流有效值趋近于零，以此作为判据，发出跳闸命令，从无电源侧将故障线路切除。通过本发明的单相接地行波保护方法，不仅能够准确而快速地检测出单相接地故障，并能快速有选择性地从故障线路两端切除单相接地故障，实现电力线路保护全线相继速动，为快速恢复正常线路供电提供条件，提高电力线路运行可靠性，且不需要通信通道，具有良好的经济性和实用性。
本发明实施例中的行波指的是运行中的电力设备由于受到扰动引起的在电力***中传播的电磁波。
在上述实施例中，优选地，按照阶梯型原则整定的时间，具体为：根据继电器与电源的距离设置对应的整定时间，其中距离越近，整定时间越长。
在该实施例中，继电器距离电源越近，其所对应的整定时间越长。如果***发生了行波扰动，判断扰动发生在继电器的哪一端，若发生在继电器无电源端，判断继电器无电源端是否发生了单相接地故障时，若发生了单相接地故障，每个这样的继电器将按照相应的整定时间延时后动作，当延时最短的继电器发出跳闸命令后，故障线路从电源侧被切除，其另一侧的无电源侧继电器利用感受到的三相工频电气量的变化情况，来发出跳闸命令，从无电源侧将故障线路切除。从而实现电力线路保护全线相继速动，准确而快速地检测出单相接地故障，快速有选择地从线路两端切除单相接地故障。
如图2所示，根据本发明的另一个实施例的单相接地行波保护方法的流程示意图。其中，该方法包括：
步骤202，实时采集线路两端的三相电压行波和三相电流行波；
步骤204，将三相电压行波的模拟量或三相电流行波的模拟量与预设阈值进行比较；
步骤206，若三相电压行波的模拟量或三相电流行波的模拟量大于预设阈值，则判定发生行波扰动；
步骤208，判断扰动是否发生在线路电源侧继电器的无电源端；
步骤210，当判定扰动发生在线路电源侧继电器的无电源端，判断线路电源侧继电器的无电源端是否发生单相接地故障；
步骤212，当判定发生单相接地故障，基于按照阶梯型原则整定的时间发出跳闸信号；
步骤214，若继电器根据跳闸信号发出跳闸命令，该线路无电源侧的继电器将会根据检测到的三相工频电气量的变化情况，发出跳闸命令。
在该实施例中，实时按照预设采样频率(如1Mhz)同步采集被保护线路上三相电压行波和三相电流行波；将实时三相电压行波或三相电流行波的模拟量输入电平比较电路，与预设阈值比较，判断***中是否发生了行波扰动。其中，阈值的设定可以为200mv。具体而言，当三相电压行波模拟量或三相电压行波模拟量大于预设阈值时，则判定***发生行波扰动。
本领域技术人员应该理解，采样频率为1Mhz，但不限于此；预设阈值为200mv，但不限于此。
如图3所示，根据本发明的再一个实施例的单相接地行波保护方法的流程示意图。其中，该方法包括：
步骤302，实时采集线路两端的三相电压行波和三相电流行波；
步骤304，将三相电压行波的模拟量或三相电流行波的模拟量与预设阈值进行比较；
步骤306，若三相电压行波的模拟量或三相电流行波的模拟量大于预设阈值，则判定发生行波扰动；
步骤308，分别存储初始三相电压行波和初始三相电流行波，计算三相电压行波的模量及三相电流行波的模量；
步骤310，将三相电压行波的模量和三相电流行波的模量分别进行四层小波变换，分别根据各自的小波变换结果提取相应的小波变换模极大值；
步骤312，分别对四层中每一层的三相电压行波的模量的小波变换模极大值与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值进行极性比较；
步骤314，若有至少三层的三相电压行波的模量的小波变换模极大值的极性与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值的极性相反，则判定扰动发生在继电器的无电源端；
步骤316，当判定扰动发生在继电器的无电源端，判断线路电源侧继电器的无电源端是否发生单相接地故障；
步骤318，当判断发生单相接地故障，基于按照阶梯型原则整定的时间发出跳闸信号；
步骤320，若继电器根据跳闸信号发出跳闸命令，该线路无电源侧的继电器将会根据检测到的三相工频电气量的变化情况，发出跳闸命令。
在上述任一实施例中，优选地，三相电压行波的模量包括三相电压行波线模分量和/或三相电压行波零模分量，三相电流行波的模量包括三相电流行波线模分量和/或三相电流行波零模分量。
在该实施例中，若监测到***中发生了行波扰动，对三相电压行波的模量和三相电流行波的模量分别进行四层小波变换，此处的小波函数可选用三次B样条函数的一次导函数。根据各自的小波变换结果提取相应的模极大值。通过比较电压行波的模量四层小波变换模极大值与对应的电流行波的模量四层小波变换模极大值的极性，来判断扰动是否发生在线路电源侧继电器的无电源端。
具体而言，若监测到***中发生了行波扰动，存储初始三相电压行波和初始三相电流行波，如在扰动前后各64点数据。对三相电压行波进行相模变换，相模变换矩阵采用凯伦贝尔矩阵，从而获得三相电压行波线模分量和三相电压行波零模分量。同理，对三相电流行波进行相模变换，变换矩阵采用凯伦贝尔矩阵，从而获得三相电流行波线模分量和三相电流行波零模分量。
比较电压行波线模分量四层小波变换模极大值与对应的电流行波线模分量四层小波变换模极大值的极性，如果有不少于三层的电压行波线模分量和对应的电流行波线模分量的小波变换模极大值极性相反，则判定扰动发生在继电器无电源端；或者，比较电压行波零模分量四层小波变换模极大值与对应的电流行波零模分量四层小波变换模极大值的极性，如果有不少于三层的电压行波零模分量和电流行波零模分量的小波变换模极大值极性相反，则判定扰动发生在继电器无电源端；如果上述都不满足，判定扰动发生在被保护线路以外。通过本发明的实施例，能够对单相接地故障与扰动加以区分，从而避免了相关技术中难以区分故障产生的行波和***扰动如雷击甚至开关操作产生的行波而易于误动的问题。
本领域技术人员应该理解，实时采集的三相电压行波和三相电流行波扰动前后各64点数据，仅为故障后的暂态行波数据之一，但故障后的暂态行波数据不限于此。
如图4所示，根据本发明的又一个实施例的单相接地行波保护方法的流程示意图。其中，该方法包括：
步骤402，实时采集线路两端的三相电压行波和三相电流行波以及三相工频电压和三相工频电流；
步骤404，将三相电压行波的模拟量或三相电流行波的模拟量与预设阈值进行比较；
步骤406，若三相电压行波的模拟量或三相电流行波的模拟量大于预设阈值，则判定***发生行波扰动；
步骤408，分别存储初始三相电压行波和初始三相电流行波，计算三相电压行波的模量及三相电流行波的模量；
步骤410，将三相电压行波的模量和三相电流行波的模量分别进行四层小波变换，分别根据各自的小波变换结果提取相应的小波变换模极大值；
步骤412，分别对四层中每一层的三相电压行波的模量的小波变换模极大值与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值进行极性比较；
步骤414，若有至少三层的三相电压行波的模量的小波变换模极大值的极性与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值的极性相反，则判定扰动发生在线路电源侧继电器的无电源端；
步骤416，分别存储初始三相工频电压和初始三相工频电流，并对初始三相工频电压和初始三相工频电流分别进行相序变换，得到工频零序电压的有效值及三相工频电流的有效值；
步骤418，比较工频零序电压有效值与电压整定值，若工频零序电压有效值大于电压整定值，则判定线路电源侧继电器的无电源端发生接地故障；
步骤420，比较三相工频电流的有效值与电流整定值，若三相工频电流中每一相工频电流的有效值均低于电流整定值，则判定线路电源侧继电器的无电源端发生单相接地故障；
步骤422，基于按照阶梯型原则整定的时间发出跳闸信号；
步骤424，若线路电源侧继电器根据跳闸信号发出跳闸命令，线路无电源侧的继电器将会根据检测到的三相工频电气量的变化情况，发出跳闸命令。
在该实施例中，若监测到继电器无电源端发生了行波扰动，存储实时采集的初始三相工频电压和初始三相工频电流，如扰动后24点数据。对三相工频电压和三相工频电流分别进行相序变换，获得三相工频电压的正、负、零三序分量，再利用傅里叶变换分别求取工频零序电压的有效值及三相工频电流的有效值。通过比较零序电压有效值与电压整定值，如果零序电压有效值大于电压整定值，则判定继电器的无电源端发生了接地故障；进而比较三相电流有效值与电流整定值，如果三相电流有效值都低于电流整定值，则判定继电器的无电源端发生了单相接地故障。
本领域技术人员应该理解，实时采集的三相工频电压和三相工频电流扰动后24点数据，仅为故障后的稳态工频数据之一，但故障后的稳态工频数据不限于此。
在上述任一实施例中，优选地，电压整定值等于线路正常运行下的零序电压的上临界值与第一预设系数之积；电流整定值等于线路正常运行下的负荷电流的上临界值与第二预设系数之积。
在该实施例中，电压整定值是按照***正常运行下可能出现的最大零序电压幅值与一个可靠系数相乘整定的，电流整定值按照***正常运行下可能出现的最大负荷电流与另一个可靠系数相乘整定的。
具体实施例：提供了一种中性点非有效接地***的电力线路单相接地保护方法，如图5所示，该方法具体包括：
步骤502，实时采集被保护线路两端行波电气量和工频电气量；
步骤504，基于行波电气量，判断***中是否发生了行波扰动；
步骤506，当判定***中发生了行波扰动，基于初始电压电流行波极性判断扰动是否发生在线路电源侧继电器无电源端；
步骤508，当判定扰动发生在无电源端，基于工频电气量，判断线路电源侧继电器无电源端是否发生了单相接地故障；
步骤510，当判定发生了单相接地故障，线路电源侧继电器首先按照阶梯型配合的时间延时等待动作；
步骤512，当延时最短的继电器动作跳闸后，其对端的线路电源侧继电器利用感受到的三相工频电气量的变化来操作继电器动作。
本发明实施例提供的单相接地行波保护方法，在含多段分支电力线路的中性点非有效接地***中的任一分支线路(即单断路器分断的配电线路)，基于检测被保护线路两端的行波电气量，判断被保护线路上是否发生了扰动，若发生了扰动，基于初始行波的极性比较，判断扰动发生在继电器哪一侧，若发生在继电器的无电源端，基于工频电气量，判断继电器无电源端是否发生了单相接地故障，并对故障与扰动加以区分，如果继电器无电源端发生了单相接地故障，则基于按照阶梯型原则整定的时间延时等待动作，当时间延时整定较短的继电器率先跳闸后，故障线路对端的无电源侧继电器利用感受到的三相工频电气量的变化情况，来发出跳闸命令。通过本发明的单相接地行波保护方法，不仅能够准确而快速地检测出单相接地故障，并能快速有选择性地从故障线路两端切除单相接地故障，实现电力线路保护全线相继速动，为快速恢复正常线路供电提供条件，提高电力线路运行可靠性，且不需要通信通道，具有良好的经济性和实用性。
如图6所示，根据本发明的一个实施例的单相接地行波保护装置的示意框图。其中，该装置600包括：
扰动单元602，用于当线路发生行波扰动，判断扰动是否发生在线路电源侧继电器的无电源端；
故障单元604，用于当判定扰动发生在线路电源侧继电器的无电源端，判断线路电源侧继电器的无电源端是否发生单相接地故障；
保护单元606，用于当判定发生单相接地故障，基于按照阶梯型原则整定的时间发出跳闸信号；
保护单元606，还用于若线路电源侧继电器根据跳闸信号发出跳闸命令，线路无电源侧的继电器将会根据检测到的三相工频电气量的变化情况，发出跳闸命令。
本发明提供的单相接地行波保护装置600，在含多段分支电力线路的中性点非有效接地***中的任一分支线路(即单断路器分断的单端电源辐射状配电线路)，基于检测被保护线路两端的行波电气量，判断被保护线路上是否发生了扰动，若发生了扰动，基于初始行波的极性比较，判断扰动发生在继电器哪一侧，若发生在继电器的无电源端，基于工频电气量，判断继电器无电源端是否发生了单相接地故障，并对故障与扰动加以区分，如果继电器无电源端发生了单相接地故障，则基于按照阶梯型原则整定的时间延时等待动作，当时间延时整定最短的继电器率先跳闸后，故障线路从电源侧被切除，其对端的无电源侧继电器利用感受到的三相工频电气量的变化情况具体的，无电源侧继电器将会检测到三相电流有效值趋近于零，以此作为判据，发出跳闸命令，从无电源侧将故障线路切除。通过本发明的单相接地行波保护方法，不仅能够准确而快速地检测出单相接地故障，并能快速有选择性地从故障线路两端切除单相接地故障，实现电力线路保护全线相继速动，为快速恢复正常线路供电提供条件，提高电力线路运行可靠性，且不需要通信通道，具有良好的经济性和实用性。
在上述实施例中，优选地，按照阶梯型原则整定的时间，具体为：根据继电器与电源的距离设置对应的整定时间，其中距离越近，整定时间越长。
在该实施例中，继电器距离电源越近，其所对应的整定时间越长。如果***发生了行波扰动，判断扰动发生在继电器的哪一端，若发生在继电器无电源端，判断继电器无电源端是否发生了单相接地故障时，若发生了单相接地故障，每个这样的继电器将按照相应的整定时间延时后动作，当延时最短的继电器发出跳闸命令后，故障线路从电源侧被切除，其另一侧的无电源侧继电器利用感受到的三相工频电气量的变化情况，来发出跳闸命令，从无电源侧将故障线路切除。从而实现电力线路保护全线相继速动，准确而快速地检测出单相接地故障，快速有选择地从线路两端切除单相接地故障。
在上述任一实施例中，优选地，扰动单元602，具体用于：实时采集线路两端的三相电压行波和三相电流行波；将三相电压行波的模拟量或三相电流行波的模拟量与预设阈值进行比较，若三相电压行波的模拟量或三相电流行波的模拟量大于预设阈值，则判定发生行波扰动。
在该实施例中，实时按照预设采样频率(如1Mhz)同步采集被保护线路上三相电压行波和三相电流行波；将实时三相电压行波或三相电流行波的模拟量输入电平比较电路，与预设阈值比较，判断***中是否发生了行波扰动。其中，阈值的设定可以为200mv。具体而言，当三相电压行波模拟量或三相电压行波模拟量大于预设阈值时，则判定***发生行波扰动。
本领域技术人员应该理解，采样频率为1Mhz，但不限于此；预设阈值为200mv，但不限于此。
在上述任一实施例中，优选地，扰动单元602，具体还用于：分别存储初始三相电压行波和初始三相电流行波，计算三相电压行波的模量及三相电流行波的模量；分别获取三相电压行波的模量和对应的三相电流行波的模量，将三相电压行波的模量和三相电流行波的模量分别进行四层小波变换，分别根据各自的小波变换结果提取相应的小波变换模极大值；分别对四层中每一层的三相电压行波的模量的小波变换模极大值与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值进行极性比较；若有至少三层的三相电压行波的模量的小波变换模极大值的极性与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值的极性相反，则判定扰动发生在线路电源侧继电器的无电源端。
在上述任一实施例中，优选地，三相电压行波的模量包括三相电压行波线模分量和/或三相电压行波零模分量，三相电流行波的模量包括三相电流行波线模分量和/或三相电流行波零模分量。
在该实施例中，若监测到***中发生了行波扰动，对三相电压行波的模量和三相电流行波的模量分别进行四层小波变换，此处的小波函数可选用三次B样条函数的一次导函数。根据各自的小波变换结果提取相应的模极大值。通过比较电压行波的模量四层小波变换模极大值与对应的电流行波的模量四层小波变换模极大值的极性，来判断扰动是否发生在继电器的无电源端。
具体而言，若监测到***中发生了行波扰动，存储初始三相电压行波和初始三相电流行波，如在扰动前后各64点数据。对三相电压行波进行相模变换，相模变换矩阵采用凯伦贝尔矩阵，从而获得三相电压行波线模分量和三相电压行波零模分量。同理，对三相电流行波进行相模变换，变换矩阵采用凯伦贝尔矩阵，从而获得三相电流行波线模分量和三相电流行波零模分量。
比较电压行波线模分量四层小波变换模极大值与对应的电流行波线模分量四层小波变换模极大值的极性，如果有不少于三层的电压行波线模分量和对应的电流行波线模分量的小波变换模极大值极性相反，则判定扰动发生在继电器无电源端；或者，比较电压行波零模分量四层小波变换模极大值与对应的电流行波零模分量四层小波变换模极大值的极性，如果有不少于三层的电压行波零模分量和电流行波零模分量的小波变换模极大值极性相反，则判定扰动发生在继电器无电源端；如果上述都不满足，判定扰动发生在被保护线路以外。通过本发明的实施例，能够对单相接地故障与扰动加以区分，从而避免了相关技术中难以区分故障产生的行波和***扰动如雷击甚至开关操作产生的行波而易于误动的问题。
本领域技术人员应该理解，实时采集的三相电压行波和三相电流行波扰动前后各64点数据，仅为故障后的暂态行波数据之一，但故障后的暂态行波数据不限于此。
在上述任一实施例中，优选地，故障单元604，具体用于：实时采集线路两端的三相工频电压和三相工频电流；分别存储初始三相工频电压和初始三相工频电流，并对初始三相工频电压和初始三相工频电流分别进行相序变换，得到工频零序电压的有效值及三相工频电流的有效值；比较三相工频零序电压有效值与电压整定值，若工频零序电压有效值大于电压整定值，则判定线路电源侧继电器的无电源端发生单相接地故障；当判定线路电源侧继电器的无电源端发生接地故障，比较三相工频电流的有效值与电流整定值，若三相工频电流的有效值均低于电流整定值，则判定线路电源侧继电器的无电源端发生单相接地故障。
电力线路发生接地故障后，故障后的稳态工频电气量与故障前相比发生了显著变化。故障前，三相对称，其中三相电压对称，维持在额定电压附近；三相电流为负荷电流，无零序电压和零序电流。故障后，电压电流将出现显著变化。中性点非有效接地***中，单相接地故障后，零序电压升高，健全相相电压升高，除单相接地以外的短路故障，故障相电流升高，故障相电压降低。
在该实施例中，若监测到继电器无电源端发生了行波扰动，存储实时采集的初始三相工频电压和初始三相工频电流，如扰动后24点数据。对三相工频电压和三相工频电流分别进行相序变换，分别获得三相工频电压的正、负、零三序分量，再利用傅里叶变换分别求取工频零序电压的有效值及三相工频电流的有效值。通过比较零序电压有效值与电压整定值，如果零序电压有效值大于电压整定值，则判定继电器的无电源端发生了接地故障；进而比较三相电流有效值与电流整定值，如果三相电流有效值都低于电流整定值，则判定继电器的无电源端发生了单相接地故障。
本领域技术人员应该理解，实时采集的三相工频电压和三相工频电流扰动后24点数据，仅为故障后的稳态工频数据之一，但故障后的稳态工频数据不限于此。
在上述任一实施例中，优选地，电压整定值等于线路正常运行下的零序电压的上临界值与第一预设系数之积；电流整定值等于线路正常运行下的负荷电流的上临界值与第二预设系数之积。
在该实施例中，电压整定值是按照***正常运行下可能出现的最大零序电压幅值与一个可靠系数相乘整定的，电流整定值按照***正常运行下可能出现的最大负荷电流与另一个可靠系数相乘整定的。
如图7所示，根据本发明的一个实施例的计算机设备的示意图。其中该计算机设备1，包括存储器12、处理器14及存储在存储器12上并可在处理器14上运行的计算机程序，处理器14用于执行如上述实施例中任一项方法的步骤。
本发明提供的计算机设备1，其所包含的处理器14用于执行如上述任一实施例中单相接地行波保护方法的步骤，因而该计算机设备1能够实现该单相接地行波保护方法的全部有益效果，在此不再赘述。
本发明的第四方面实施例，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现了如上述实施例中任意项方法的步骤。
本发明提供的计算机可读存储介质，其上存储的计算机程序被处理器执行时实现了如上述任一实施例中单相接地行波保护方法的步骤，因而该计算机可读存储介质能够实现该单相接地行波保护方法的全部有益效果，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种单相接地行波保护方法，其特征在于，包括：
当线路发生行波扰动，判断扰动是否发生在所述线路中线路电源侧继电器的无电源端；
当判定扰动发生在所述线路电源侧继电器的无电源端，判断所述线路电源侧继电器的无电源端是否发生单相接地故障；
当判定发生单相接地故障，基于按照阶梯型原则整定的时间发出跳闸信号；
若所述线路电源侧继电器根据所述跳闸信号发出跳闸命令，线路无电源侧的继电器将会根据检测到的三相工频电气量的变化情况，发出跳闸命令；
所述按照阶梯型原则整定的时间，具体为：
根据所述线路电源侧继电器与电源的距离设置对应的整定时间，其中所述距离越近，所述整定时间越长。
2.根据权利要求1所述的单相接地行波保护方法，其特征在于，所述方法还包括：
实时采集所述线路两端的三相电压行波和三相电流行波；
将所述三相电压行波的模拟量或所述三相电流行波的模拟量与预设阈值进行比较，若所述三相电压行波的模拟量或所述三相电流行波的模拟量大于所述预设阈值，则判定发生行波扰动。
3.根据权利要求1所述的单相接地行波保护方法，其特征在于，所述判断扰动是否发生在所述线路中线路电源侧继电器的无电源端的步骤，包括：
分别存储初始三相电压行波和初始三相电流行波，计算所述三相电压行波的模量及所述三相电流行波的模量；
将所述三相电压行波的模量和所述三相电流行波的模量分别进行四层小波变换，分别根据各自的小波变换结果提取相应的小波变换模极大值；
分别对四层中每一层的三相电压行波的模量的小波变换模极大值与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值进行极性比较；
若有至少三层的所述三相电压行波的模量的小波变换模极大值的极性与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值的极性相反，则判定扰动发生在所述线路电源侧继电器的无电源端。
4.根据权利要求3所述的单相接地行波保护方法，其特征在于，
所述三相电压行波的模量包括三相电压行波线模分量和/或三相电压行波零模分量；
所述三相电流行波的模量包括三相电流行波线模分量和/或三相电流行波零模分量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的单相接地行波保护方法，其特征在于，所述判断所述线路电源侧继电器的无电源端是否发生单相接地故障的步骤，包括：实时采集所述线路两端的三相工频电压和三相工频电流；
分别存储初始三相工频电压和初始三相工频电流，并对所述初始三相工频电压和所述初始三相工频电流分别进行相序变换，得到工频零序电压的有效值及三相工频电流的有效值；
比较所述工频零序电压有效值与电压整定值，若所述工频零序电压有效值大于等于所述电压整定值，则判定所述线路电源侧继电器的无电源端发生接地故障；
当判定所述线路电源侧继电器的无电源端发生接地故障，比较所述三相工频电流的有效值与电流整定值，若所述三相工频电流中每一相工频电流的有效值均低于所述电流整定值，则判定所述线路电源侧继电器的无电源端发生单相接地故障。
6.根据权利要求5所述的单相接地行波保护方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述电压整定值等于所述线路正常运行下的零序电压的上临界值与第一预设系数之积；
所述电流整定值等于所述线路正常运行下的负荷电流的上临界值与第二预设系数之积。
7.一种单相接地行波保护装置，其特征在于，包括：
扰动单元，用于当线路发生行波扰动，判断扰动是否发生在所述线路中线路电源侧继电器的无电源端；
故障单元，用于当判定扰动发生在所述线路电源侧继电器的无电源端，判断所述线路电源侧继电器的无电源端是否发生单相接地故障；
保护单元，用于当判定发生单相接地故障，基于按照阶梯型原则整定的时间发出跳闸信号；
所述保护单元，还用于若所述线路电源侧继电器根据所述跳闸信号发出跳闸命令，线路无电源侧的继电器将会根据检测到的三相工频电气量的变化情况，发出跳闸命令；
所述按照阶梯型原则整定的时间，具体为：
根据所述线路电源侧继电器与电源的距离设置对应的整定时间，其中所述距离越近，所述整定时间越长。
8.根据权利要求7所述的单相接地行波保护装置，其特征在于，所述扰动单元，具体用于：
实时采集所述线路两端的三相电压行波和三相电流行波；
将所述三相电压行波的模拟量或所述三相电流行波的模拟量与预设阈值进行比较，若所述三相电压行波的模拟量或所述三相电流行波的模拟量大于所述预设阈值，则判定发生行波扰动。
9.根据权利要求7所述的单相接地行波保护装置，其特征在于，所述扰动单元，具体还用于：
分别存储初始三相电压行波和初始三相电流行波，计算所述三相电压行波的模量及所述三相电流行波的模量；
将所述三相电压行波的模量和所述三相电流行波的模量分别进行四层小波变换，分别根据各自的小波变换结果提取相应的小波变换模极大值；
分别对四层中每一层的三相电压行波的模量的小波变换模极大值与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值进行极性比较；
若有至少三层的所述三相电压行波的模量的小波变换模极大值的极性与对应的三相电流行波的模量的小波变换模极大值的极性相反，则判定扰动发生在所述线路电源侧继电器的无电源端。
10.根据权利要求9所述的单相接地行波保护装置，其特征在于，
所述三相电压行波的模量包括三相电压行波线模分量和/或三相电压行波零模分量；
所述三相电流行波的模量包括三相电流行波线模分量和/或三相电流行波零模分量。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的单相接地行波保护装置，其特征在于，所述故障单元，具体用于：
实时采集所述线路两端的三相工频电压和三相工频电流；
分别存储初始三相工频电压和初始三相工频电流，并对所述初始三相工频电压和所述初始三相工频电流分别进行相序变换，得到工频零序电压的有效值及三相工频电流的有效值；
比较所述工频零序电压有效值与电压整定值，若所述工频零序电压有效值大于等于所述电压整定值，则判定所述线路电源侧继电器的无电源端发生接地故障；
当判定所述线路电源侧继电器的无电源端发生接地故障，比较所述三相工频电流的有效值与电流整定值，若所述三相工频电流中每一相工频电流的有效值均低于所述电流整定值，则判定所述线路电源侧继电器的无电源端发生单相接地故障。
12.根据权利要求11所述的单相接地行波保护装置，其特征在于，
所述电压整定值等于所述线路正常运行下的零序电压的上临界值与第一预设系数之积；
所述电流整定值等于所述线路正常运行下的负荷电流的上临界值与第二预设系数之积。
13.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，
所述计算机程序被处理器执行时实现了如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2017113674453 | 2017-12-18 | ||
| CN201711367445 | 2017-12-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108336720A CN108336720A (zh) | 2018-07-27 |
| CN108336720B true CN108336720B (zh) | 2019-09-20 |
Family
ID=62926566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810066880.0A Active CN108336720B (zh) | 2017-12-18 | 2018-01-24 | 单相接地行波保护方法及装置和计算机设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108336720B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109301800B (zh) * | 2018-10-23 | 2019-12-10 | 贵州电网有限责任公司 | 基于行波的配电线路自适应保护方法及*** |
| CN113721110B (zh) * | 2019-08-28 | 2024-06-11 | 三峡大学 | 一种节点故障域时差法的区域电网故障单/双端定位方法 |
| CN111007427B (zh) * | 2019-11-23 | 2021-05-04 | 清华大学 | 配电线路单相接地故障选线方法及计算机可读存储介质 |
| CN110736900A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-01-31 | 国家电网有限公司 | 一种基于方向行波的配电线路单相接地故障选线方法 |
| CN111123032A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-08 | 贵州电网有限责任公司 | 一种配电线路潜在故障识别*** |
| CN111123033B (zh) * | 2019-12-23 | 2022-07-29 | 贵州电网有限责任公司 | 配电线路潜在故障识别方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7535233B2 (en) * | 2004-07-15 | 2009-05-19 | Cooper Technologies Company | Traveling wave based relay protection |
| CN102780211B (zh) * | 2012-07-20 | 2014-12-10 | 清华大学 | 配电线路单相接地行波保护方法 |
| CN104852361B (zh) * | 2015-04-20 | 2018-07-20 | 平高集团有限公司 | 配电网故障切除加速方法和继电保护装置 |
-
2018
- 2018-01-24 CN CN201810066880.0A patent/CN108336720B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108336720A (zh) | 2018-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108336720B (zh) | 单相接地行波保护方法及装置和计算机设备 | |
| CN104701822B (zh) | 电力线路保护方法 | |
| Farughian et al. | Review of methodologies for earth fault indication and location in compensated and unearthed MV distribution networks | |
| Borghetti et al. | Integrated use of time-frequency wavelet decompositions for fault location in distribution networks: Theory and experimental validation | |
| CN102388315B (zh) | 用于识别电力线上的故障性质的方法 | |
| Krzysztof et al. | Regular paper Traveling Wave Fault Location In Power Transmission Systems: An Overview | |
| Zadeh et al. | Phasor measurement unit based transmission line protection scheme design | |
| Lin et al. | A selective single-phase-to-ground fault protection for neutral un-effectively grounded systems | |
| CN103715668A (zh) | 防止中压配电网络的单相故障的改进保护*** | |
| CN103840437A (zh) | 配电网铁磁谐振与单相接地故障的快速诊断与处理方法 | |
| Han et al. | Fault location on a mixed overhead and underground transmission feeder using a multiple-zone quadrilateral impedance relay and a double-ended travelling wave fault locator | |
| Ravaglio et al. | Evaluation of lightning-related faults that lead to distribution network outages: An experimental case study | |
| Taft | Fault intelligence: distribution grid fault detection and classification | |
| Jimenez et al. | Fault classification and phase selector algorithm for half-wavelength transmission lines | |
| McDonagh et al. | Use of faulted phase earthing using a custom built earth fault controller | |
| Velayudham et al. | Locating ground fault in distribution systems using smart meter | |
| Venkata et al. | Advanced and adaptive protection for active distribution grid | |
| Auran et al. | A novel pole-to-ground fault detection algorithm for meshed HVDC grids with half-bridge MMC converters and full recourse to DC circuit breakers | |
| George et al. | Traveling wave based autoreclosure scheme for multi-terminal lines | |
| Abbas et al. | A Review of methodologies for Fault Location Techniques in Distribution Power System. | |
| Brahman et al. | Analytical approach to study the impacts of mutual coupling on transmission lines protection systems | |
| Venugopal et al. | A novel algorithm to determine fault location in a transmission line using PMU measurements | |
| Ratnadeep et al. | Fault level analysis of power distribution system | |
| Zhu et al. | A new fault location method for distribution networks using multi-source information | |
| Perera et al. | Fast isolation of faults in transmission systems using current transients |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |