CN113176475A - 一种分布式电源输配电线路故障检测方法 - Google Patents

一种分布式电源输配电线路故障检测方法 Download PDF

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成宝林
韩耀东
汤俊
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Nantong Tongming Group Co ltd
Nantong Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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Nantong Tongming Group Co ltd
Nantong Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种分布式电源输配电线路故障检测方法，包括以下步骤：(1)：采集信号；(2)：判断三相电压是否存在一相电压降低且小于电压参考值，另两相电压升高且小于线电压参考值，是，至(3)；否，至(1)；(3)：判断零序电流是否大于零，是，至(4)；否，至(8)；(4)：计算零序电压与电流相位差；(5)：计算采样周期内相位差平均值；(6)：判断三相相位差平均值是否均小于0°，是，工频铁磁谐振故障；否，至(7)；(7)：相位差平均值大于0°对应相出现故障；(8)：基于零序电流信号继续分析判断。本发明提供一种分布式电源输配电线路故障检测方法，能够准确的判断输配电线路是否发生故障和具体的故障类型。

Description

一种分布式电源输配电线路故障检测方法
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种分布式电源输配电线路故障检测方法。
背景技术
随着传统能源的消耗和随之带来的环境问题日趋严重，人们开始关注新的清洁能源的使用，太阳能发电、风力发电等组成的分布式电源已经被人们普遍使用，并结合现有电力***直接参与配电工作。
输配电线路作为电力***中与电力用户直接相连的电能载体部分，其安全、可靠的工作对整个电力***的正常工作起着重要的作用。当输配电线路发生故障时，会影响电力用户的用电，甚至造成电力***故障，因此需尽快找到故障相并将其切除。分布式电源输配电线路发生故障时与传统的输配电线路有所不同，因此，需要新的方法进行检测。
本发明提出一种分布式电源输配电线路故障检测方法，能够准确的判断输配电线路是否发生故障和具体的故障类型，进而更好的进行故障处理。
发明内容
本发明提供一种分布式电源输配电线路故障检测方法，能够准确的判断输配电线路是否发生故障和具体的故障类型。
本发明具体为一种分布式电源输配电线路故障检测方法，所述分布式电源输配电线路故障检测方法包括以下步骤：
步骤(1)：采集所述输配电线路零序电压信号、零序电流信号、三相电压信号；
步骤(2)：判断所述三相电压信号是否存在一相电压信号降低且小于电压参考值，而另两相电压信号升高且小于线电压参考值，若是，进入步骤(3)；若不是，返回步骤(1)；
步骤(3)：判断所述零序电流信号是否大于零，若是，进入步骤(4)；若不是，进入步骤(8)；
步骤(4)：计算所述零序电压信号与所述零序电流信号的相位差；
步骤(5)：计算采样周期内的所述相位差平均值；
步骤(6)：判断三相所述相位差平均值是否均小于0°，若是，所述输配电线路发生工频铁磁谐振故障；若不是，发生单相接地故障，进入步骤(7)；
步骤(7)：计算所述零序电流信号所有极值点；
步骤(8)：利用三次样条函数根据所述极值点拟合上下包络线；
步骤(9)：计算所述上下包络线均值；
步骤(10)：计算所述零序电流信号与所述上下包络线均值差值；
步骤(11)：判断所述差值是否满足IMF条件，若不是，进入步骤(12)；若是，进入步骤(13)；
步骤(12)：定义i(t)＝i(t)-h(t)，i(t)为所述零序电流信号，h(t)为所述上下包络线均值差值，返回步骤(7)；
步骤(13)：计算得到IMF分量IMF(t)＝h(t)，残余分量r＝i(t)-IMF(t)，输出所述IMF分量IMF(t)，r；
步骤(14)：计算所述IMF分量的极性：diff(IMF(t))
步骤(15)：判断是否存在所述IMF分量的极性与其他相所述IMF分量的极性相反的情况，若是，所述IMF分量的极性相反的相线路为接地故障线路；若不是，所述输配电线路母线接地故障线路。
计算所述零序电压信号与所述零序电流信号的相位差的算法为
Figure BDA0003098549300000021
其中，i(t)＝I sin[ωt+θi(t)]，u(t)＝U sin[ωt+θu(t)]，
Figure BDA0003098549300000022
步骤(11)中所述IMF条件为：
在整个数据段内，极大值、极小值的个数和过零点个数相同或最多相差一个；任意时刻，所述上下包络线均值在任一点处为零。
附图说明
图1为本发明一种分布式电源输配电线路故障检测方法的工作流程图。
图2为本发明基于所述零序电流信号分析判断所述输配电线路是否存在故障方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种分布式电源输配电线路故障检测方法的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的分布式电源输配电线路故障检测方法包括以下步骤：
步骤(1)：采集所述输配电线路零序电压信号、零序电流信号、三相电压信号；
步骤(2)：判断所述三相电压信号是否存在一相电压信号降低且小于电压参考值，而另两相电压信号升高且小于线电压参考值，若是，进入步骤(3)；若不是，返回步骤(1)；
步骤(3)：判断所述零序电流信号是否大于零，若是，进入步骤(4)；若不是，进入步骤(8)；
步骤(4)：计算所述零序电压信号与所述零序电流信号的相位差
Figure BDA0003098549300000031
其中，i(t)＝I sin[ωt+θi(t)]，u(t)＝U sin[ωt+θu(t)]，
Figure BDA0003098549300000032
步骤(5)：计算采样周期内的所述相位差平均值；
步骤(6)：判断三相所述相位差平均值是否均小于0°，若是，所述输配电线路发生工频铁磁谐振故障；若不是，发生单相接地故障，进入步骤(7)；
步骤(7)：基于所述零序电流信号分析判断所述输配电线路是否存在故障，如图2所示，包括：
(1)计算所述零序电流信号所有极值点；
(2)：利用三次样条函数根据所述极值点拟合上下包络线；
(3)：计算所述上下包络线均值；
(4)：计算所述零序电流信号与所述上下包络线均值差值；
(5)：IMF条件为：在整个数据段内，极大值、极小值的个数和过零点个数相同或最多相差一个；任意时刻，所述上下包络线均值在任一点处为零。
判断所述差值是否满足所述IMF条件，若不是，进入(6)；若是，进入(7)；
(6)：定义i(t)＝i(t)-h(t)，i(t)为所述零序电流信号，h(t)为所述上下包络线均值差值，返回(1)；
(7)：计算得到IMF分量IMF(t)＝h(t)，残余分量r＝i(t)-IMF(t)，输出所述IMF分量IMF(t)，r；
(8)：计算所述IMF分量的极性：diff(IMF(t))
(9)：判断是否存在所述IMF分量的极性与其他相所述IMF分量的极性相反的情况，若是，所述IMF分量的极性相反的相线路为接地故障线路；若不是，所述输配电线路母线接地故障线路。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (3)

1.一种分布式电源输配电线路故障检测方法，其特征在于，所述分布式电源输配电线路故障检测方法包括以下步骤：
步骤(1)：采集所述输配电线路零序电压信号、零序电流信号、三相电压信号；
步骤(2)：判断所述三相电压信号是否存在一相电压信号降低且小于电压参考值，而另两相电压信号升高且小于线电压参考值，若是，进入步骤(3)；若不是，返回步骤(1)；
步骤(3)：判断所述零序电流信号是否大于零，若是，进入步骤(4)；若不是，进入步骤(8)；
步骤(4)：计算所述零序电压信号与所述零序电流信号的相位差；
步骤(5)：计算采样周期内的所述相位差平均值；
步骤(6)：判断三相所述相位差平均值是否均小于0°，若是，所述输配电线路发生工频铁磁谐振故障；若不是，发生单相接地故障，进入步骤(7)；
步骤(7)：计算所述零序电流信号所有极值点；
步骤(8)：利用三次样条函数根据所述极值点拟合上下包络线；
步骤(9)：计算所述上下包络线均值；
步骤(10)：计算所述零序电流信号与所述上下包络线均值差值；
步骤(11)：判断所述差值是否满足IMF条件，若不是，进入步骤(12)；若是，进入步骤(13)；
步骤(12)：定义i(t)＝i(t)-h(t)，i(t)为所述零序电流信号，h(t)为所述上下包络线均值差值，返回步骤(7)；
步骤(13)：计算得到IMF分量IMF(t)＝h(t)，残余分量r＝i(t)-IMF(t)，输出所述IMF分量IMF(t)，r；
步骤(14)：计算所述IMF分量的极性：diff(IMF(t))
步骤(15)：判断是否存在所述IMF分量的极性与其他相所述IMF分量的极性相反的情况，若是，所述IMF分量的极性相反的相线路为接地故障线路；若不是，所述输配电线路母线接地故障线路。
2.根据权利要求1所述的一种分布式电源输配电线路故障检测方法，其特征在于，计算所述零序电压信号与所述零序电流信号的相位差的算法为
Figure FDA0003098549290000021
其中，i(t)＝Isin[ωt+θi(t)]，u(t)＝Usin[ωt+θu(t)]，
Figure FDA0003098549290000022
3.根据权利要求2所述的一种分布式电源输配电线路故障检测方法，其特征在于，步骤(11)中所述IMF条件为：
在整个数据段内，极大值、极小值的个数和过零点个数相同或最多相差一个；任意时刻，所述上下包络线均值在任一点处为零。
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