CN110568313A - 小电流接地***单相接地故障定位方法及*** - Google Patents

Abstract

一种小电流接地***单相接地故障定位方法及***。本发明利用小电流接地***或不接地***发生单相接地故障后，在变电站接地***中性点注入零序电流,通过判断接地***各出线电流在中性点注入零序电流后分布以及变化状况确定接地故障点。本发明通过对比接地***注入零序电流前后接地线路两次采集获得线路电流及其变化状况判断接地点，因而无需在控制主站合成线路零序电流。为了进一步提高定位精度，本发明对采集数据进行了归一化处理，从而完全克服现有故障指示***的缺点，并且装置构成简单，不需要GPS校时以及高速数据采集，不需要大容量数据通讯，不受采集器CT变比误差影响，不受环境因素影响，可以准确识别、定位特殊类型接地故障。

Description

小电流接地***单相接地故障定位方法及***

技术领域

本发明涉及中低压配电网接地故障处理技术领域，具体而言涉及一种小电流接地***单相接地故障定位方法及***。

背景技术

目前中低压(3～66kV)配电网通常采用中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经小电阻接地这3种接地方式，前两者称为小电流接地方式，构成小电流接地***。小电流接地***发生单相接地故障时，非故障相相电压上升为线电压，三相依然对称，可以继续运行2小时，保证了供电可靠性。但长期运行会造成绝缘老化，引起相间短路，导致电网事故扩大。因此，在小电流接地***中发生单相接地故障时，要求快速定位故障线路和故障点，以便及时消除故障。

小电流接地故障选线以及故障定位是困惑电网多年的难题。目前的选线以及故障定位方法种类繁多，通常可根据所检测的信号方式不同分为被动式和主动式两大类别。

被动式选线方法又可分为基于稳态信号的选线方法和基于暂态信号的选线方法。稳态选线法的原理是：当发生接地故障后***进入稳态状态，根据故障相和非故障相电气量特征选线，主要方法有有：①根据线路零序电流的幅值以及方向确定故障线路。②根据线路零序电流中5次谐波含量确定故障线路。③根据线路零序有功分量确定故障线路；暂态信号的选线方法的原理是：当发生接地故障后，利用电气量变化暂态信号识别故障线路，主要方法有：①首半波法。②小波法。③暂态能量法。④行波法。

主动式选线方法是在线路发生接地故障后，向接地***注入特定的工频信号或高频信号，通过检测线路中注入信号的特征识别故障线路。主要有中电阻法、S注入法和残留增量法等。

故障定位(故障指示)是在发生接地故障后，进一步识别出故障发生区域，缩小查找范围，使得运行人员快速处理故障。故障指示器分为就地型以及远传型两大类。就地型包括暂态特征和外施信号两种类型；远传型包括暂态特征、暂态录波、外施信号三种类型。故障指示通过采集故障线路电气量信号判断故障点，或者有指示器翻牌、闪光指示故障点。

但是，现有故障指示技术原理是检测发生接地故障情况下，接地线路沿线的暂态或(和)稳态零序电流状况来指示故障点。对于架空线而言，无法直接测量线路零序电流，只有通过测量三个相电流进行瞬时值求和得到线路零序电流，即要求采集器三相同步采样，得到采样数据后需要由后台合成得到零序电流。因此采集器需要高精度、高速数据采集能力、大容量数据存储能力、高精度三相同步采样能力，高精度GPS校时能力，大容量数据交换能力。由于数据采集器安装于配电线路，运行环境恶劣，使得装置的性能参数随环境变化很大。为了达到必须的功能和技术性能，整套***结构复杂，成本高，维护困难，可靠性差。此外，现有的故障选线及故障指示技术从原理上无法实现对于高阻接地、谐振接地、间歇性接地特殊接地类型等判断。因此，实际运行中往往不能准确指示故障点。迄今为止没有一种故障指示器在运行中表现满意。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种小电流接地***接地故障定位方法及***，以解决现有故障指示器故障指示准确率低、***复杂、可靠性差、装置成本高、性能受环境因素影响大以及对于特殊类型的接地故障无法识别的问题。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种小电流接地***接地故障定位方法，其在接地故障暂态过程结束后，进行以下步骤：第一步，控制后台向小电流接地***中汇集器下达采集命令，使得所述各个汇集器控制其所连接的各线路上所装设的采集器采集该采集器所装设的线路的电流值；第二步，所述控制后台下达采集命令后间隔第一时间，向发生接地故障的小电流接地***中注入零序电流；第三步，所述控制后台在发出注入零序电流命令后间隔第二时间，发出退出注入零序电流命令；第四步，所述控制后台向所述接地***各线路接地相汇集器发出数据召唤命令，使得所述汇集器控制其所连接的采集器上传采集到的电流值；第五步，根据所述采集到的电流值计算注入零序电流前后各线路的电流值及其变化量，根据各线路的电流值及其变化量定位电流变化异常位置点，该异常位置为接地点。

可选的，上述小电流接地***接地故障定位方法，其中，所述零序电流由以下步骤注入所述小电流接地***：在所述小电流接地***中投入消弧线圈并联电阻或者向所述小电流接地***中的零序电流注入装置发出投入命令。

可选的，上述小电流接地***接地故障定位方法，其中，根据各线路的电流值及其变化量定位电流变化异常位置点由以下任一方式确定：

纵向比较方式：对每一条出线分别计算本线路各采集器分别在注入零序电流前后两次采集所获得的出线电流值的差值ΔI_j,其中j＝1,2,┄,m,m+1,┄,n为某一线路上所装设采集器S₁至采集器S_n的编号；若采集器S₁至S_m采集器的电流差值ΔI_j大于或等于第一阈值，而采集器S_m+1至采集器S_n的电流差值小于第二阈值，则判断所述异常位置位于采集器S_m至采集器S_m+1之间，所述接地点位于采集器S_m至采集器S_m+1之间；若本线路采集器电流差值ΔI_j小于第三阈值，则接地点不在本线路；若判断全部线路无接地点，则接地点位于母线，其中，第一阈值＞第二阈值＞第三阈值；

横向比较方式：对每一条出线分别计算本线路相邻采两个集器(S_k,S_k+1)在注入零序电流后所采集获得的电流值的差值(I_k-I_k+1)，若S₁至S_m之间相邻两个采集器电流差值小于第一差值，而采集器S_m至采集器S_m+1之间采集所获得的电流差值(I_m-I_m+1)大于第二差值，且该差值(I_m-I_m+1)为本线路最大差值，则判断所述异常位置位于采集器器S_m至采集器S_m+1之间，所述接地点位于采集器S_m与采集器S_m+1之间。若本线路相邻采集器电流差值均小于第四阈值，则接地点不在本线路。若判断全部线路无接地点，则接地点位于母线；

增量比较方式：对每一条出线首先计算各采集器在注入零序电流前后两次分别采集所获得的电流值的差值ΔI_m，然后计算相邻两采集器S_m,S_m+1之间所述电流差值的变化量ΔI_m-ΔI_m+1，若变化量达到第五阈值，则判断所述异常位置位于差值变化量最大的两个采集器S_m,S_m+1之间，所述接地点位于采集器S_m,与采集器S_m+1之间。若本线路相邻采集器电流差值变化量小于第五阈值，则接地点不在本线路。若判断全部线路无接地点，则接地点位于母线；

上述纵向比较单元、横向比较单元、增量比较单元参量和结果均可以根据需求选则为标量或者矢量。

可选的，上述小电流接地***接地故障定位方法，其中，所述控制后台还分别对其所接收的所述小电流接地***中每一条出线各采集器所采集的电流值进行归一化处理，在归一化处理之后通过纵向比较方式、横向比较方式、增量比较方式中的任一种方式根据所述接地***中注入零序电流前后所述出线电流值变化的异常确定接地点。

可选的，上述小电流接地***接地故障定位方法，其中，对所述各汇集器所上传的各采集器所采集的出线电流值进行归一化处理的具体步骤如下：

记线路各采集器在注入零序电流之前采集所获得的出线电流值为：

I₁₁,I₂₁,…，I_m1，I_(m+1)1，…，I_n1

注入零序电流之后采集所获得的出线电流值为：

I₁₂,I₂₂,…，I_m2，I_(m+1)2，…，I_n2

其中j＝1,2,…,m,m+1,…,n(n∈N)为线路上所装设采集器的编号。选定基准电流I_base，令得下式成立：

I_base＝k_jI_j1，j∈n

根据所述基准电流和采集的电流值，通过计算可以得到每条线路一组归一化系k₁,k₂,…,k_j，…,k_n。归一化系数为实数或者复数。应用所述归一化系数对每一条线路所述各采集器所获得的注入零序电流前后两组采集数据归一化，分别记为I'_j1＝k_jI_j1，I'_j2＝k_jI_j2，j＝1,2,...n；对接地***每条线路逐一进行归一化处理。其中，所述基准电流可以选择该线路接地线相电流，或者指定为该线路其中一个采集器的测量值。所述归一化处理单元参量以及结果可以选择为标量或矢量。

同时，本发明还提供一种小电流接地***接地故障定位***，其包括：控制后台，其连接所述小电流接地***中的零序电流注入单元以及各汇集器和/或采集器，用于向各汇集器下达采集命令，使得所述各个汇集器控制其所连接的各线路上所装设的采集器采集该采集器所装设的线路的电流值；在下达采集命令后间隔第一时间，控制所述零序电流注入单元向发生接地故障的小电流接地***中注入零序电流；在零序电流注入间隔第二时间后，向所述各汇集器发出数据召唤命令，接收所述接地***中各采集器所采集的出线电流值及其变化量，最后通过计算各线路的电流值及其变化量确定所述接地***在注入零序电流前后线路接地相电流值数值变化的异常位置，定位该异常位置为接地点。所述汇集器，其与所述控制后台以及线路中的各采集器通讯连接，用于接收所述控制后台所下达的采集命令或数据召唤命令，根据该命令相应的控制所述采集器采集数据或上传数据。所述采集器，包括装设在线路上的多个，所述采集器分别连接有一个汇集器，用于根据所述汇集器的控制相应的采集所述采集器所在位置的线路电流值，上报其所在位置的线路电流值。所述零序电流注入单元，用于根据所述控制后台的命令相应的注入零序电流或退出。

可选的，上述小电流接地***接地故障定位***，其中，所述控制后台还包括测量电流归一化处理单元，其用于对所述各汇集器所上传的各采集器所采集的出线电流值照以下步骤进行归一化处理：记线路各采集器在注入零序电流之前采集所获得的出线电流值为：I₁₁,I₂₁,…，I_m1，I_(m+1)1，…，I_n1；记注入零序电流之后采集所获得的出线电流值为：I₁₂,I₂₂,…，I_m2，I_(m+1)2，…，I_n2；其中j＝1,2,…,m,m+1,…,n(n∈N)为线路上所装设采集器的编号。选定基准电流选定基准电流I_base，令得下式成立：

I_base＝k_jI_j1，j∈n；

然后根据所述基准电流和采集的电流值，通过计算可以得到每条线路一组归一化系k₁,k₂,…,k_j，…,k_n。归一化系数为实数或者复数。应用所述归一化系数对每一条线路所述各采集器所获得的注入零序电流前后两组采集数据归一化，分别记为I'_j1＝k_jI_j1，I'_j2＝k_jI_j2，j＝1,2,...n；对接地***每条线路逐一进行归一化处理。其中，所述基准电流可以选择该线路接地线相电流，或者指定为该线路其中一个采集器的测量值。所述归一化处理单元参量以及结果可以选择为标量或矢量。

可选的，上述接地故障定位方法和***均可用于小电流接地***或小电流不接地***。

可选的，上述小电流接地***接地故障定位***，其中，所述控制后台还包括纵向比较单元、横向比较单元、增量比较单元中的任一种，其连接所述归一化处理单元的输出端，根据归一化处理后采集的出线电流值判断所述异常位置，定位所述接地点。其中，所述纵向比较单元用于：对每一条出线分别计算本线路采集器安装点在***注入零序电流前后出线电流值的差值⊿I′_j＝I′_j2-I′_j1。若采集器S₁至S_m采集器的电流差值大于或等于第一阈值，而采集器S_m+1至采集器S_n的电流差值小于第二阈值，则判断所述异常位置位于采集器S_m至采集器S_m+1之间，所述接地点位于采集器S_m至采集器S_m+1之间。若本线路采集器电流差值ΔI_j小于第三阈值，则接地点不在本线路。若判断全部线路无接地点，则接地点位于母线。所述横向比较单元用于：对每一条出线分别计算本线路相邻采两个集器(S_j,S_j+1)在注入零序电流后，线路电流值的差值(I′_j2-I′_(j+1)2)，若S₁至S_m之间相邻两个采集器电流差值小于第一差值，而采集器S_m至采集器S_m+1之间采集所获得的电流差值(I′_m2-I′_(m+1)2)大于第二差值，且该差值(I′_m2-I′_(m+1)2)为本线路最大差值，则判断所述异常位置位于采集器器S_m至采集器S_m+1之间，所述接地点位于采集器与采集器之间。若本线路相邻采集器电流差值均小于第四阈值，则接地点不在本线路。若判断全部线路无接地点，则接地点位于母线。所述增量比较单元用于：对每一条出线首先计算各采集器在注入零序电流前后两次分别采集所获得的电流值的差值⊿I′_j＝I′_j2-I′_j1，然后计算相邻两采集器S_m,S_m+1之间所述电流差值的变化量⊿I′_m-⊿I′_m+1，若变化量达到第五阈值，则判断所述异常位置位于差值变化量最大的两个采集器S_m,S_m+1之间，所述接地点位于采集器S_m,与采集器S_m+1之间。若本线路相邻采集器电流差值变化量小于第五阈值，则接地点不在本线路。若判断全部线路无接地点，则接地点位于母线。

其中，上述纵向比较单元、横向比较单元、增量比较单元参量和结果均可以根据需求选则为标量或者矢量。

有益效果

本发明利用小电流接地***(或不接地***)发生单相接地故障后，在变电站接地***中性点注入零序电流,通过判断接地***各出线电流在中性点注入零序电流后分布以及变化状况确定接地故障点。其首先由安装于接地***线路的多个采集器采集接地相电流，随后在变电站接地***中性点注入零序电流，或者由其他设备注入零序电流，再次测量接地***线路接地相电流，通过对比接地***注入零序电流前后接地线路两次采集获得线路电流及其变化状况判断接地点。因此，本发明无需在控制主站合成线路零序电流。为了进一步提高定位精度，本发明对采集数据进行了归一化处理，从而完全克服现有故障指示***的缺点，并且装置构成简单，不需要GPS校时以及高速数据采集，不需要大容量数据通讯，不受采集器CT变比误差影响，不受环境因素影响，可以准确识别、定位特殊类型接地故障。

进一步，为保证能够通过分析采集器所提供的数据准确判断接地点，消除采集器CT变比误差和采集器器件参数、环境因素对采集器测量精度的影响，本发明还进一步在所述控制后台中对所述各汇集器所上传的各采集器所采集的出线电流值的数据进行归一化处理。根据归一化处理后的各出线电流值判断所述异常位置，定位所述接地点。因此，本发明对接地故障的定位更为准确。

此外，由于本发明仅需对数据进行直接的线性比较，无需复杂计算，因而，其对接地故障的定位能够更加及时，对***的运算资源占用较小，更易于在各种低性能平台中实现。

本发明的另外一个突出优点是，其利用对电流的比较实现选线和定位，选线和定位过程可以重复进行，从而得到更为准确的定位信息。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的小电流接地***接地故障定位***的示意图。

图2是本发明的小电流接地***接地故障定位方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1为根据本发明的一种用于电力***中性点不接地或经消弧线圈接地的配电线路(含电缆)，发生接地故障时的故障定位(故障指示)***，其包括：

控制后台：其连接所述小电流接地***中的零序电流注入单元以及各汇集器和/或采集器，用于向各汇集器下达采集命令，使得所述各个汇集器控制其所连接的各线路上所装设的采集器采集该采集器所装设的线路的电流值；在下达采集命令后间隔第一时间，控制所述零序电流注入单元向发生接地故障的小电流接地***中注入零序电流；在零序电流注入间隔第二时间后，向所述各汇集器发出数据召唤命令，接收所述接地***中各采集器所采集的出线电流值及其变化量，最后通过计算各线路的电流值及其变化量确定所述接地***在注入零序电流前后线路接地相电流值数值变化的异常位置，定位该异常位置为接地点；其中，所述第一时间或第二时间均根据需要进行设置，第一时间和第二时间均较为短暂，第一时间和第二时间可以相同，也可以不同，在此不做限制；

采集器：包括装设在各线路上的多个，所述各采集器分别连接有一个汇集器，用于根据所述汇集器的控制相应的采集其所在位置的出线电流值，并根据汇集器的命令将其所在位置的出线电流值上报到汇集器；

汇集器：装设于采集器旁，其与所述控制后台以及线路中的各采集器通讯连接，可与控制后台以及多台采集器通讯；所述汇集器用于接收控制后台命令，包括接收所述控制后台所下达的采集命令和数据召唤命令，根据命令相应的向采集器下发采集命令控制所述采集器采集数据，或将采集器采集的线路电流值上传到控制后台；

零序电流注入单元，用于根据所述控制后台的命令相应的注入零序电流或退出。

上述的故障定位***，其可以针对小电流接地***，也可以应用于不接地***。

在一种较为具体的实现方式下，所述零序电流注入单元可通过在所述小电流接地***中投入消弧线圈并联电阻或者向所述小电流接地***中的零序注入装置发出投入命令而实现对零序电流的注入。其中，投入消弧线圈并联电阻的方式下，所述零序电流注入单元包括消弧线圈并联电阻和控制开关，所述消弧线圈并联电阻与所述控制开关串联后并联在所述消弧线圈两端，所述消弧线圈的两端分别连接所述小电流接地***的电源和地；所述控制后台在下达采集命令后间隔短暂时间控制所述控制开关导通，使得所述零序电流注入单元注入零序电流。

当配电线路发生接地故障时，控制后台根据母线三相电压变化情况检测到接地故障发生，当故障暂态过程结束后，控制后台向汇集器发出数据采集命令，汇集器收到命令后，转发命令至采集器，各采集器采集并计算线路电流。控制后台下发采集命令经过第一时间的短暂延时后，投入消弧线圈并联电阻，或者向零序注入装置发出投入控制命令(无消弧线圈时)，向故障***注入零序电流。经过第二时间的短暂延时后，控制后台向汇集器发出数据召唤命令，汇集器转发命令至采集器，采集器上传所采集的线路电流。完成故障分析判断后，控制后台发出命令，退出消弧线圈并联电阻或者退出注入装置注入的零序电流，整个过程如图2所示，在上述***按照如下的方式实现故障选线以及故障定位：

第一步，控制后台向小电流接地***中汇集器下达采集命令，各个汇集器控制其所连接的采集器采集所装设线路的电流值；

第二步，控制后台下达采集命令后经历过第一时间的短暂间隔，向发生接地故障的小电流接地***中注入零序电流；

第三步，所述控制后台下在发出注入零序电流命令后经历间隔第二时间的短暂间隔后下达控制命令，退出注入零序电流；期中所述第一时间、第二时间根据需要选择，可以设置为相同也可以设置为不同；

第四步，控制后台向接地***各线路接地相汇集器发出数据召唤命令，使得汇集器控制其所连接的采集器上传采集到的电流值；

第五步，控制后台对接收到的各线路采集器所采集的电流值进行归一化，并根据归一化后的线路接地相电流值及其变化状况定位电流变化异常位置点，以该异常位置为接地点。

必要时，重复上述步骤，以获得更为精确的故障定位。

可选地，所述方法在接地故障暂态过程结束后或在接地故障发生后预定时间执行以实现接地故障定位。其中，所述接地故障发生后接地***或不接地***中的电流或电压等各种参数的波形可以通过接地故障监测装置或传感器或其他实时监测方式实现监测，属于本领域的常规技术，在此不再赘述。应了解，本发明实施例的接地故障定位和***均不受接地故障监测方式的限制，不管是已有的接地故障监测方式还是将来开发的接地故障监测方式均适用于本发明实施例的接地故障定位和***。

下面以一次电路接地故障为例，说明上述***的运行方式。

第一步，在电路接地故障发生后，控制后台向小电流接地***中汇集器下达采集命令，使得所述各个汇集器控制其所连接的各线路上所装设的采集器采集所装设的线路在注入零序电流之前的故障线相电流I_1m；

第二步，控制后台下达采集命令后间隔短暂时间，向出现接地故障的小电流接地***中注入零序电流。

第三步，所述控制后在发出注入零序电流命令短暂间隔后，发出台退出注入零序电流命令；

第四步，所述控制后台向所述接地***各线路接地相汇集器发出数据召唤命令，使得所述汇集器控制其所连接的采集器上传采集到的电流值；

第五步，所述控制后对各线路采集数据归一化，然后采用归一化数据计算注入零序电流前后各线路的电流值及其变化量，根据线路接地相电流值及其变化状况定位电流变化异常位置点，该异常位置为接地点。

线路电流归一化方法：

假设其中一条线路故障相各采集器在注入零序电流之前采集所获得的出线电流值为：

I₁₁,I₂₁,…，I_m1，I_(m+1)1，…，I_n1

注入零序电流之后采集所获得的出线电流值为：

I₁₂,I₂₂,…，I_m2，I_(m+1)2，…，I_n2

其中j＝1,2,…,m,m+1,…,n(n∈N)为每一条线路上所装设采集器的编号选定基准电流I_base，令得下式成立：

I_base＝k_jI_j1，j∈n

根据基准电流和采集的电流值，通过计算可以得到线路一组归一化系k₁,k₂,…,k_j，…,k_n。归一化系数为实数或者复数。应用归一化系数对线路各采集器所获得的两组电流数据归一化，分别记为I'_j1＝k_jI_j1，I'_j2＝k_jI_j2，

j＝1,2,...n；基准电流I_base选择为该线路接地线相电流I_fh。运用归一化后的数据，采用纵向比较法、横向比较法以及增量比较法判断接地故障点。其中，所述基准电流可以选择该线路接地线相电流，或者指定为该线路其中一个采集器的测量值。所述归一化处理单元参量以及结果可以选择为标量或矢量。

上述判断接地故障点的过程中所采用的纵向比较法，其步骤包括：对每一条出线分别计算本线路各采集器在注入零序电流前后两次采集所获得的出线电流值的差值⊿I′_j＝I′_j2-I′_j1。若采集器S₁至S_m采集器的电流差值⊿I′_j较大，比如达到第一阈值，而采集器S_m+1至采集器S_n的电流差值较小，比如小于第二阈值，则判断所述异常位置位于采集器S_m至采集器S_m+1之间，所述接地点位于采集器S_m至采集器S_m+1之间。若本线路采集器电流差值ΔI_j小于第三阈值，或均无明显变化，则接地点不在本线路。若判断全部线路无接地点，则接地点位于母线；其中，第一阈值＞第二阈值＞第三阈值，3个阈值可以根据需要进行设置；

或者采用横向比较法：对每一条出线分别计算本线路相邻采两个集器S_k,S_k+1在注入零序电流后所采集获得的电流值的差值(I′_j2-I′_(j+1)2)，若S₁至S_m之间相邻两个采集器电流差值较小，比如小于第一差值，而采集器S_m至采集器S_m+1之间采集所获得的电流差值(I′_m2-I′_(m+1)2)较大，比如大于第二差值，且该差值为本线路最大差值，则判断所述异常位置位于采集器器S_m至采集器S_m+1之间，所述接地点位于采集器与采集器之间。若本线路相邻采集器电流差值均无明显变化，比如均小于第四阈值，则判断接地点不在本线路。若判断全部无接地点，则接地点位于母线；

或者采用增量比较法：对每一条出线首先计算各采集器在注入零序电流前后两次分别采集所获得的电流值的差值ΔI_m，然后计算相邻两采集器S_m,S_m+1之间所述电流差值的变化量ΔI_m-ΔI_m+1，若变化量较大，比如达到第五阈值，则判断所述异常位置位于差值变化量最大的两个采集器S_m,S_m+1之间，所述接地点位于采集器S_m,与采集器S_m+1之间。若本线路相邻采集器电流差值变化量不明显，或小于第五阈值，则接地点不在本线路。若判断全部线路无接地点，则接地点位于母线；

上述纵向比较单元、横向比较单元、增量比较单元参量和结果均可以根据需求选则为标量或者矢量。其中的第一差值、第二差值、第第四阈值或第五阈值均可根据需要而选择设定，其可以相等也可设置为不同。其参量和结果均可以根据需求选则为标量或者矢量。

本发明充分利用接地故障时接地线电流不变的特征，在接地***中注入零序电流，通过检测电流在接地相上的分布识别故障点。因此本发明采集终端仅在收到命令后采集、计算线路电流，无需合成零序电流，因此结构简单、与控制后台数据交换极少。采用数据归一化处理后，使得采集器测量精度不受环境变化以及器件参数变化的影响，装置互换性好，运行维护简单，同时设备成本大幅降低。由于采用新的判别原理，该原理避免了复杂的技术功能和性能要求，识别过程简单、明了，并且通过变换不同的识别方法以适应不同的***特点以及接地类型，因此设别准确率大幅提高。此外，本发明故障识别过程可以重复，即可以通过多次识别进一步提定位准确率。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种小电流接地***接地故障定位方法，其特征在于，所述方法包括：

第一步，控制后台向小电流接地***中汇集器下达采集命令，使得所述各个汇集器控制其所连接的各线路上所装设的采集器采集该采集器所装设的线路的电流值；

第二步，所述控制后台下达采集命令后间隔第一时间，向发生接地故障的小电流接地***中注入零序电流；

第三步，所述控制后台在发出注入零序电流命令后间隔第二时间，发出退出注入零序电流命令；

第四步，所述控制后台向所述接地***各线路接地相汇集器发出数据召唤命令，使得所述汇集器控制其所连接的采集器上传采集到的电流值；

第五步，根据所述采集到的电流值计算注入零序电流前后各线路的电流值及其变化量，根据各线路的电流值及其变化量定位电流变化异常位置点，该异常位置为接地点。

2.如权利要求1所述的小电流接地***接地故障定位方法，其特征在于，所述零序电流由以下步骤注入所述小电流接地***：

在所述小电流接地***中投入消弧线圈并联电阻或者向所述小电流接地***中的零序电流注入装置发出投入命令。

3.如权利要求1-2中任一项所述的小电流接地***接地故障定位方法，其特征在于，根据各线路的电流值及其变化量定位电流变化异常位置点由以下任一方式确定：

纵向比较方式：对每一条出线分别计算本线路各采集器分别在注入零序电流前后两次采集所获得的出线电流值的差值ΔI_j,其中j＝1,2,┄,m,m+1,┄,n为某一线路上所装设采集器S₁至采集器S_n的编号；若采集器S₁至采集器S_m的电流差值ΔI_j大于或等于第一阈值，而采集器S_m+1至采集器S_n的电流差值小于第二阈值，则判断所述异常位置位于采集器S_m至采集器S_m+1之间，所述接地点位于采集器S_m至采集器S_m+1之间；若本线路采集器电流差值ΔI_j小于第三阈值，则接地点不在本线路；若判断全部线路无接地点，则接地点位于母线，其中，第一阈值＞第二阈值＞第三阈值；

横向比较方式：对每一条出线分别计算本线路相邻采两个集器S_k,S_k+1在注入零序电流后所采集获得的电流值的差值I_k-I_k+1，若S₁至S_m之间相邻两个采集器电流差值小于第一差值，而采集器S_m至采集器S_m+1之间采集所获得的电流差值I_m-I_m+1大于第二差值，且所述电流差值I_m-I_m+1为本线路最大差值，则确定所述接地点位于采集器S_m与采集器S_m+1之间；若本线路相邻采集器电流差值均小于第四阈值，则确定接地点不在本线路；若判断全部线路无接地点，则接地点位于母线；

增量比较方式：对每一条出线首先计算各采集器在注入零序电流前后两次分别采集所获得的电流值的差值ΔI_m，然后计算相邻两采集器S_m,S_m+1之间所述电流差值的变化量ΔI_m-ΔI_m+1，若变化量达到第五阈值，则确定所述接地点位于采集器S_m,与采集器S_m+1之间；若本线路相邻采集器电流差值变化量小于第五阈值，则确定接地点不在本线路；若判断全部线路无接地点，则确定接地点位于母线；

所述纵向比较方式、横向比较方式、增量比较方式种所采用的电流值及其变化量包括标量或者矢量。

4.如权利要求3所述的小电流接地***接地故障定位方法，其特征在于，所述控制后台还分别对其所接收的所述小电流接地***中每一条出线各采集器所采集的电流值进行归一化处理，在归一化处理之后通过纵向比较方式、横向比较方式、增量比较方式中的至少一种方式根据所述接地***中注入零序电流前后所述出线电流值变化的异常位置确定接地点。

5.如权利要求4所述的小电流接地***接地故障定位方法，其特征在于，对所述各汇集器所上传的各采集器所采集的出线电流值进行归一化处理的具体步骤如下：

记线路各采集器在注入零序电流之前采集所获得的出线电流值为：

I₁₁,I₂₁,…，I_m1，I_(m+1)1，…，I_n1；

注入零序电流之后采集所获得的出线电流值为：

I₁₂,I₂₂,…，I_m2，I_(m+1)2，…，I_n2；

其中j＝1,2,…,m,m+1,…,n(n∈N)为线路上所装设采集器的编号；选定基准电流I_base，令得下式成立：

I_base＝k_jI_j1，j∈n；

根据所述基准电流和采集的电流值，通过计算可以得到每条线路一组归一化系k₁,k₂,…,k_j，…,k_n；归一化系数为实数或者复数；应用所述归一化系数对每一条线路所述各采集器所获得的注入零序电流前后两组采集数据归一化，分别记为I'_j1＝k_jI_j1，I'_j2＝k_jI_j2，j＝1,2,...n；对接地***每条线路逐一进行归一化处理；其中，所述基准电流包括该线路接地线相电流，或者指定为该线路其中一个采集器的测量值。

6.一种小电流接地***接地故障定位***，其特征在于，包括：

控制后台，其连接所述小电流接地***中的零序电流注入单元以及各汇集器和/或采集器，用于向各汇集器下达采集命令，使得所述各个汇集器控制其所连接的各线路上所装设的采集器采集该采集器所装设的线路的电流值；在下达采集命令后间隔第一时间，控制所述零序电流注入单元向发生接地故障的小电流接地***中注入零序电流；在零序电流注入间隔第二时间后，向所述各汇集器发出数据召唤命令，接收所述接地***中各采集器所采集的出线电流值及其变化量，最后通过计算各线路的电流值及其变化量确定所述接地***在注入零序电流前后线路接地相电流值数值变化的异常位置，定位该异常位置为接地点；

所述汇集器，其与所述控制后台以及线路中的各采集器通讯连接，用于接收所述控制后台所下达的采集命令或数据召唤命令，根据该命令相应的控制所述采集器采集数据或上传数据；

所述采集器，包括装设在线路上的多个，所述采集器分别连接有一个汇集器，用于根据所述汇集器的控制相应的采集所述采集器所在位置的线路电流值，上报其所在位置的线路电流值；

所述零序电流注入单元，用于根据所述控制后台的命令相应的注入零序电流或退出。

7.如权利要求6所述的小电流接地***接地故障定位***，其特征在于，所述控制后台还包括纵向比较单元、横向比较单元、增量比较单元中的至少一个根据采集的出线电流值判断所述异常位置，定位所述接地点；

所述纵向比较单元用于：对每一条出线分别计算本线路采集器安装点在***注入零序电流前后出线电流值的差值⊿I′_j＝I′_j2-I′_j1；若采集器S₁至采集器S_m的电流差值大于或等于第一阈值，而采集器S_m+1至采集器S_n的电流差值小于第二阈值，则确定所述接地点位于采集器S_m至采集器S_m+1之间；若本线路采集器电流差值ΔI_j均无明显变化，则确定接地点不在本线路；若判断全部线路无接地点，则确定接地点位于母线；

所述横向比较单元用于：对每一条出线分别计算本线路相邻采两个集器S_j,S_j+1在注入零序电流后，线路电流值的差值I′_j2-I′_(j+1)2，若S₁至S_m之间相邻两个采集器电流差值小于第一差值，而采集器S_m至采集器S_m+1之间采集所获得的电流差值I′_m2-I′_(m+1)2大于第二差值，且所述电流差值I′_m2-I′_(m+1)2为本线路最大差值，则确定所述接地点位于采集器与采集器之间；若本线路相邻采集器电流差值均无明显变化，则确定接地点不在本线路；若判断全部线路无接地点，则确定接地点位于母线；

所述增量比较单元用于：对每一条出线首先计算各采集器在注入零序电流前后两次分别采集所获得的电流值的差值⊿I′_j＝I′_j2-I′_j1，然后计算相邻两采集器S_m,S_m+1之间所述电流差值的变化量⊿I′_m-⊿I′_m+1，若变化量达到第五阈值，则确定所述接地点位于采集器S_m,与采集器S_m+1之间；若本线路相邻采集器电流差值变化量小于第五阈值，则确定接地点不在本线路；若判断全部线路无接地点，则确定接地点位于母线；

所述纵向比较单元、横向比较单元、增量比较单元种所采用的电流值包括标量或者矢量。

8.如权利要求7所述的小电流接地***接地故障定位***，其特征在于，所述控制后台还包括测量电流归一化处理单元，其用于对所述各汇集器所上传的各采集器所采集的出线电流值照以下步骤进行归一化处理：

线路各采集器在注入零序电流之前采集所获得的出线电流值为：

I₁₁,I₂₁,…，I_m1，I_(m+1)1，…，I_n1；

注入零序电流之后采集所获得的出线电流值为：

I₁₂,I₂₂,…，I_m2，I_(m+1)2，…，I_n2；

其中j＝1,2,…,m,m+1,…,n(n∈N)为线路上所装设采集器的编号；选定基准电流I_base，令得下式成立：

I_base＝k_jI_j1，j∈n；

根据所述基准电流和采集的电流值，通过计算可以得到每条线路一组归一化系k₁,k₂,…,k_j，…,k_n；归一化系数为实数或者复数；应用所述归一化系数对每一条线路所述各采集器所获得的注入零序电流前后两组采集数据归一化，分别记为I'_j1＝k_jI_j1，I'_j2＝k_jI_j2，j＝1,2,...n；对接地***每条线路逐一进行归一化处理；其中，所述基准电流包括该线路接地线相电流，或者指定为该线路其中一个采集器的测量值。