基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法[发明专利]

[12]发明专利申请公布说明书

[21]申请号200710040196.7

[51]Int.CI.

H02H 7/26 (2006.01)G01R 31/08 (2006.01)

[43]公开日2008年10月29日[22]申请日2007.04.28[21]申请号200710040196.7

[71]申请人上海思南电力通信有限公司

地址201100上海市闵行区顾戴路2888号共同申请人上海交通大学[72]发明人蔡旭 腾乐天 金之俭 陈海昆 张君

[11]公开号CN 101295873A

[74]专利代理机构上海天协和诚知识产权代理事务所

代理人张恒康

权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 2 页

[]发明名称

基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法[57]摘要

本发明提供了一种基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，包括以下步骤：计算中性点电压、判断中性点电压是否超过设置阈值、诊断故障类型、判断是否是单相接地故障、描述故障过程、定位选线区间、对故障进行选线、输出结果和结束。本发明能够直观、本质的反映故障发展、演变过程，对于单相接地故障时间大于500毫秒的稳定接地有效选线，并且对于故障过程中的瞬时故障可以全部捕获并描述。

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权 利 要 求 书

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1.基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：计算中性点电压，即根据不断从电网采集到的电网电压信息，周期性的计算中性点电压；

步骤2：判断中性点电压是否超过设置阈值，即根据计算得到的中性点电压，判断是否超过设置阈值；

若否，即中性点电压没有超过阈值，则进入步骤9；

若是，即中性点电压超过阈值，出现故障，则进入步骤3； 步骤3：诊断故障类型，即诊断出现的故障的类型；

步骤4：判断是否是单相接地故障，即根据诊断得出的故障类型，判别是否是单相接地故障；

若否，即不是单相接地故障，则进入步骤8； 若是，即属于单相接地故障，则进入步骤5；

步骤5：描述故障过程，即通过对中性点电压的分析，故障过程获得描述特征；

步骤6，定位选线区间，即在描述故障过程之后，选择算法区间； 步骤7，对故障进行选线，即通过若干选线算法对故障进行选线，并比较各算法在不同的故障区间的有效性以形成各算法在过程分析的有效域； 步骤8，输出结果，即输出故障类型； 步骤9，结束。

2.根据权利要求1所述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其特征在于：所述的步骤7的包括以下步骤：

步骤71：对各条支路的零序电流进行过程分析，即对属于单相接地的故障进行过程分析；

步骤72：判断零序电流数据对选线是否有效，即根据预先计算的参考值，判断零序电流数据对选线是否有效； 若无效，则进入步骤721；

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步骤721：剔除无效的支路，不参与故障选线； 若有效，则进入步骤73；

步骤73：稳态选线，即选取参考支路幅值最大的稳态作为最佳选线状态； 步骤74；暂态选线，即选取参考支路幅值最大的稳态作为最佳选线状态。 3.根据权利要求1所述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其特征在于：所述的步骤3中的故障类型包括单相接地故障、铁磁谐振过电压故障、PT熔断故障、其他不对称接地故障。

4.根据权利要求1所述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其特征在于：所述的步骤5中的描述故障过程通过对中性点电压的谐波因子以及形态因子进行分析，其中：

谐波因子λ，为信号的各次谐波与有效值的比值，

其中A为信号各次谐波幅值，下标i为谐波相对于基波整数倍，i为奇数； 形态因子，为各级形态滤波器的滤波因子。

5.根据权利要求1所述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其特征在于：所述的步骤6中的选择算法区间通过稳态长度占优法选择稳态区间Φ，其算法为Φ＝Max(Ls，As)，其中，稳态区间长度为Ls，稳态幅值为As，该算法的稳态长度最大区间为故障分析区间。

6.根据权利要求1所述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其特征在于：所述的步骤7中的选线算法包括稳态谐波法、稳态比幅比相法、暂态小波特征法。

7.根据权利要求6所述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其特征在于：所述的稳态谐波法为1，3，5，7次工频倍数谐波法。 8.根据权利要求6所述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其特征在于：所述的暂态小波特征法包括能量法和极性法。

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说 明 书

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基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法

技术领域

本发明涉及一种故障选线方法，尤其涉及一种基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法。 技术背景

现有技术中，对于中压配电网单相接地故障的选线，通常根据单相接地出现电网中性点电压升高的现象，以及期间出现的接地暂态、稳态信息进行故障选线，这种对接地故障的选线方案只针对接地故障某点进行选线。该方案对于高阻接地或间隙性接地故障选线有效性不好，不能在故障发展过程的有效选线区间进行选线，并且对于时间大于500毫秒的单相接地故障不能稳定接地有效选线，此外对于瞬时接地故障一般采用不处理的方法，导致故障不能全部被捕获并描述。发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，而提供一种基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，它能够直观、本质的反映故障发展、演变过程，对于单相接地故障时间大于500毫秒的稳定接地有效选线，并且对于故障过程中的瞬时故障可以全部捕获并描述。

实现上述目的的技术方案是：基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其中，包括以下步骤：

步骤1：计算中性点电压，即根据不断从电网采集到的电网电压信息，周期性的计算中性点电压；

步骤2：判断中性点电压是否超过设置阈值，即根据计算得到的中性点电压，判断是否超过设置阈值；

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若否，即中性点电压没有超过阈值，则进入步骤9；

若是，即中性点电压超过阈值，出现故障，则进入步骤3； 步骤3：诊断故障类型，即诊断出现的故障的类型；

步骤4：判断是否是单相接地故障，即根据诊断得出的故障类型，判别是否是单相接地故障；

若否，即不是单相接地故障，则进入步骤8； 若是，即属于单相接地故障，则进入步骤5；

步骤5：描述故障过程，即通过对中性点电压的分析，故障过程获得描述特征；

步骤6，定位选线区间，即在描述故障过程之后，选择算法区间； 步骤7，对故障进行选线，即通过若干选线算法对故障进行选线，并比较各算法在不同的故障区间的有效性以形成各算法在过程分析的有效域；

步骤8，输出结果，即输出故障类型； 步骤9，结束。

上述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其中，所述的步骤7的包括以下步骤：

步骤71：对各条支路的零序电流进行过程分析，即对属于单相接地的故障进行过程分析；

步骤72：判断零序电流数据对选线是否有效，即根据预先计算的参考值，判断零序电流数据对选线是否有效； 若无效，则进入步骤721；

步骤721：剔除无效的支路，不参与故障选线； 若有效，则进入步骤73；

步骤73：稳态选线，即选取参考支路幅值最大的稳态作为最佳选线状态；

步骤74；暂态选线，即选取参考支路幅值最大的稳态作为最佳选线状态。

上述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，

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其中，所述的步骤3中的故障类型包括单相接地故障、铁磁谐振过电压故障、PT熔断故障、其他不对称接地故障。

上述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其中，所述的步骤5中的描述故障过程通过对中性点电压的谐波因子以及形态因子进行分析，其中：

谐波因子λ，为信号的各次谐波与有效值的比值，

其中A为信号各次谐波幅值，下标i为谐波相对于基波整数倍，i为奇数；

形态因子，为各级形态滤波器的滤波因子。

上述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其中，所述的步骤6中的选择算法区间通过稳态长度占优法选择稳态区间Φ，其算法为Φ＝Max(Ls，As)，其中，稳态区间长度为Ls，稳态幅值为As，该算法的稳态长度最大区间为故障分析区间。

上述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其中，所述的步骤7中的选线算法包括稳态谐波法、稳态比幅比相法、暂态小波特征法。

上述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其中，所述的稳态谐波法为1，3，5，7次工频倍数谐波法。 上述的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，其中，所述的暂态小波特征法包括能量法和极性法。

本发明的有益效果是：本发明的一种基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，采用了故障过程的方法，因此对于高阻接地或间隙性接地故障选线可以在故障发展过程的有效选线区间进行选线，

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对于单相接地故障时间大于500毫秒的稳定接地有效选线；故障过程中的瞬时故障可以全部捕获并描述。在故障过程描述分析的基础上，定位最优选线区间，然后再进行选线。本发明对接地故障进行故障过程描述、分析，把接地故障作为整体一个过程进行描述与分析，更符合故障发展的本质特点。附图说明

图1是本发明的基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法的流程图；

图2是本发明的对故障进行选线步骤的流程图。 具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1，基于故障过程分析的中压配电网单相接地故障选线方法，包括以下步骤：

步骤1：计算中性点电压，即根据不断从电网采集到的电网电压信息，周期性的计算中性点电压；

步骤2：判断中性点电压是否超过设置阈值，即根据计算得到的中性点电压，判断是否超过设置阈值；

若否，即中性点电压没有超过阈值，则进入步骤9；

若是，即中性点电压超过阈值，出现故障，则进入步骤3； 步骤3：诊断故障类型，即诊断出现的故障的类型，包括单相接地故障、铁磁谐振过电压故障、PT熔断故障、其他不对称接地故障； 步骤4：判断是否是单相接地故障，即根据诊断得出的故障类型，判别是否是单相接地故障；

若否，即不是单相接地故障，则进入步骤8； 若是，即属于单相接地故障，则进入步骤5；

步骤5：描述故障过程，即通过对中性点电压的谐波因子以及形态因子分析，故障过程获得描述特征，其中：

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谐波因子λ，为信号的各次谐波与有效值的比值，

其中A为信号各次谐波幅值，下标i为谐波相对于基波整数倍，i为奇数；

形态因子，为各级形态滤波器的滤波因子；

步骤6，定位选线区间，即在描述故障过程之后，选择算法区间，本发明通过稳态长度占优法选择稳态区间Φ，其算法为Φ＝Max(Ls，As)，其中，稳态区间长度为Ls，稳态幅值为As，该算法的稳态长度最大区间为故障分析区间；

步骤7，对故障进行选线，即通过若干选线算法对故障进行选线，并比较各算法在不同的故障区间的有效性以形成各算法在过程分析的有效域，本发明采用了稳态谐波法即1，3，5，7次工频倍数谐波法、稳态比幅比相法、包括能量法和极性法的暂态小波特征法； 步骤8，输出结果，即输出故障类型； 步骤9，结束。

请参阅图2，图中示出了本发明的步骤7的流程图，包括以下步骤： 步骤71：对各条支路的零序电流进行过程分析，即对属于单相接地的故障进行过程分析；

步骤72：判断零序电流数据对选线是否有效，即根据预先计算的参考值，判断零序电流数据对选线是否有效； 若无效，则进入步骤721；

步骤721：剔除无效的支路，不参与故障选线； 若有效，则进入步骤73；

步骤73：稳态选线，即选取参考支路幅值最大的稳态作为最佳选线状态；

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步骤74；暂态选线，即选取参考支路幅值最大的稳态作为最佳选线状态。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明保护范围的。有关本技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，而所有等同的技术方案也应归属于本发明保护的范畴之内，由各权利要求所限定。

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说 明 书 附 图

图1

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图2

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