一種基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明對于諧振接地系統(tǒng)，當(dāng)其中一條饋線發(fā)生單相接地故障時，首先截取故障后短時窗內(nèi)的母線零序電壓和各饋線的零序電流對其進(jìn)行小波分解，并分別提取工頻所在頻帶的小波系數(shù)；然后利用最小二乘法對提取的小波系數(shù)進(jìn)行一次直線擬合，并求解各一次直線的斜率值；最后將母線零序電壓對應(yīng)的一次直線的斜率值分別與各饋線零序電流對應(yīng)的一次直線的斜率值相乘，乘積小于零時判定該饋線發(fā)生正向故障，保護(hù)元件動作，乘積大于零時判定該饋線發(fā)生反向故障，保護(hù)元件不動作。本發(fā)明使用難度低，保護(hù)可靠性高。
【專利說明】一種基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。【背景技術(shù)】
[0002]配電網(wǎng)覆蓋面廣，且直接面對用戶為其提供用電服務(wù)。根據(jù)統(tǒng)計單相接地故障約占配電網(wǎng)故障的80%。配電網(wǎng)諧振接地系統(tǒng)即為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，屬小電流接地系統(tǒng)。小電流接地系統(tǒng)單相接地故障會影響非故障相對地電壓致其升高，電壓升高會對電網(wǎng)設(shè)備的絕緣產(chǎn)生破壞；特別是間歇性電弧接地，會引起弧光過電壓，該電壓通過破壞系統(tǒng)絕緣進(jìn)而發(fā)展成相間或多點(diǎn)接地短路，引起系統(tǒng)過電壓，從而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行，因此必須準(zhǔn)確、快速找到故障線路并及時使故障線路與系統(tǒng)隔離。
[0003]最原始的隔離方法是在選線成功后由人工對故障線路進(jìn)行切斷。近年來，一些單相接地保護(hù)裝置在實(shí)際中得到了應(yīng)用，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行起到了積極的作用。但部分裝置的實(shí)際表現(xiàn)并不令人滿意，誤動、拒動的現(xiàn)象時有發(fā)生?，F(xiàn)行的單相接地保護(hù)裝置基于的原理一般為:零序電流比幅法、零序電流相對相位法和諧波分量法等。零序電流比幅法利用了故障線路零序電流等于非故障線路對地電容電流之和的特點(diǎn)，電纜線路的引入、過渡電阻的影響和運(yùn)行方式的選擇均有可能造成某條線路的對地電容電流大于其他所有線路對地電容電流之和的情況，這將導(dǎo)致保護(hù)裝置發(fā)生誤動。零序電流相對相位法利用了故障線路零序電流與非故障線路零序電流流動方向相反的特點(diǎn)，在線路較短零序電流值較小時，干擾信號的影響更為突出致使方向的判斷較為困難，在諧振接地系統(tǒng)補(bǔ)償過程發(fā)生后失效。諧波分量法本質(zhì)上還是利用了群體比幅比相法，不能從根本上解決上述兩種方法存在的問題和不足，誤動、拒動的現(xiàn)象還是經(jīng)常出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法，以用于解決現(xiàn)有單相接地保護(hù)原理因零序電流小干擾信號突出，補(bǔ)償過程的影響和非故障線路零序電流大于其他線路零序電流之和而導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動或拒動的不足，以提高保護(hù)裝置的可靠性。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法，對于諧振接地系統(tǒng)，當(dāng)其中一條饋線發(fā)生單相接地故障時，首先截取故障后短時窗內(nèi)的母線零序電壓和各饋線的零序電流對其進(jìn)行小波分解，并分別提取工頻所在頻帶的小波系數(shù)；然后利用最小二乘法對提取的小波系數(shù)進(jìn)行一次直線擬合，并求解各一次直線的斜率值；最后將母線零序電壓對應(yīng)的一次直線的斜率值分別與各饋線零序電流對應(yīng)的一次直線的斜率值相乘，乘積小于零時判定該饋線發(fā)生正向故障，保護(hù)元件動作，乘積大于零時判定該饋線發(fā)生反向故障，保護(hù)元件不動作。[0006]所述單相接地保護(hù)方法具體步驟如下:
A、當(dāng)饋線發(fā)生單相接地故障時，截取故障后短時窗內(nèi)的母線零序電壓和各饋線的零序電流對其進(jìn)行小波分解，并分別提取工頻所在頻帶的小波系數(shù)；
B、利用最小二乘法分別對母線零序電壓和各饋線零序電流工頻所在頻帶的小波系數(shù)進(jìn)行一次直線擬合，并求解各一次直線的斜率值；
C、將母線零序電壓對應(yīng)的一次直線的斜率值Sutl分別與各饋線零序電流對應(yīng)的一次直線的斜率值相乘，乘積表示為:
式中:j‘=l，2，3，…見#為饋線的條數(shù)；
D、將SC/)與零值進(jìn)行比較，構(gòu)建如下保護(hù)元件動作判據(jù):
當(dāng)SC〈O時，確定為第J'條饋線發(fā)生正方向故障，保護(hù)元件動作，切斷該饋線；
當(dāng)SC〉O時，確定為第J'條饋線發(fā)生反方向故障，保護(hù)元件不動作。
[0007]故障后母線零序電壓和各饋線的零序電流數(shù)據(jù)截取的短時窗長度為0.1ms0
[0008]本發(fā)明的工作原理是:諧振接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，母線零序電壓和各饋線零序電流會發(fā)生突變，且故障饋線和健全饋線突變方向相反。在正負(fù)不同的故障初始相下故障饋線零序電流的突變方向不同，但故障饋線零序電流的突變方向始終與健全饋線零序電流和母線零序電壓的突變方向相反。利用該特性可構(gòu)建保護(hù)元件動作判據(jù)。
[0009]饋線發(fā)生單相接地故障后，為了避免消弧線圈補(bǔ)償作用的影響，在故障發(fā)生后消弧線圈作用前的短時窗內(nèi)截取母線零序電壓和各饋線零序電流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。若此時饋線零序電流較小，干擾信號對特征信號的影響尤為突出，為使保護(hù)方法可靠性更高，對短時窗內(nèi)的母線零序電壓和各饋線的零序電流對其進(jìn)行小波分解，并分別提取工頻所在頻帶的小波系數(shù)作為進(jìn)一步分析的對象。由于干擾信號一般為高頻信號，工頻所在頻帶為低頻帶，因此分解到工頻帶上的干擾信號得到了明顯削弱。
[0010]設(shè)離散信號為^(/7)，在分解尺度下對其進(jìn)行小波進(jìn)行分解后，得到的信號分量所包含信息如式(2)所示，
【權(quán)利要求】
1.一種基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法，其特征在于:對于諧振接地系統(tǒng)，當(dāng)其中一條饋線發(fā)生單相接地故障時，首先截取故障后短時窗內(nèi)的母線零序電壓和各饋線的零序電流對其進(jìn)行小波分解，并分別提取工頻所在頻帶的小波系數(shù)；然后利用最小二乘法對提取的小波系數(shù)進(jìn)行一次直線擬合，并求解各一次直線的斜率值；最后將母線零序電壓對應(yīng)的一次直線的斜率值分別與各饋線零序電流對應(yīng)的一次直線的斜率值相乘，乘積小于零時判定該饋線發(fā)生正向故障，保護(hù)元件動作，乘積大于零時判定該饋線發(fā)生反向故障，保護(hù)元件不動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法，其特征在于:所述單相接地保護(hù)方法具體步驟如下: A、當(dāng)饋線發(fā)生單相接地故障時，截取故障后短時窗內(nèi)的母線零序電壓和各饋線的零序電流對其進(jìn)行小波分解，并分別提取工頻所在頻帶的小波系數(shù)； B、利用最小二乘法分別對母線零序電壓和各饋線零序電流工頻所在頻帶的小波系數(shù)進(jìn)行一次直線擬合，并求解各一次直線的斜率值； C、將母線零序電壓對應(yīng)的一次直線的斜率值Sutl分別與各饋線零序電流對應(yīng)的一次直線的斜率值相乘，乘積表示為: S(J)= Su0Xaj0(J) (O 式中:j‘=l，2，3，…見#為饋線的條數(shù)； D、將SC/)與零值進(jìn)行比較，構(gòu)建如下保護(hù)元件動作判據(jù): 當(dāng)SC/)〈O時，確定為第J'條 饋 線發(fā)生正方向故障，保護(hù)元件動作，切斷該饋線； 當(dāng)SC/)〉O時，確定為第J'條饋線發(fā)生反方向故障，保護(hù)元件不動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法，其特征在于:故障后母線零序電壓和各饋線的零序電流數(shù)據(jù)截取的短時窗長度為0.1ms0
【文檔編號】G01R19/14GK103474974SQ201310391610
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】束洪春, 高利, 黃文珍, 朱夢夢, 段瑞敏 申請人:昆明理工大學(xué)