基于區段瞬時功率的配網線路故障區段定位方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及配電網線路故障診斷方法，具體是一種基于區段瞬時功率的配網線路 故障區段定位方法。
【背景技術】
[0002] 據統計，電力系統在運行過程中，由配網故障造成的停電事故約占總停電事故的 95%以上，其中70%的事故由單相接地故障或母線故障引發。而國內外配網中性點廣泛采 用非有效接地（小電流接地）方式，以避免發生單相接地故障時引起供電中斷。對于配網 的單相接地故障，由于故障特征量微弱，一直缺乏可靠的故障選線和定位方法。隨著人們對 配網自動化水平要求的提高，更加迫切需要從根本上解決配網的故障定位問題。
[0003] 目前國內外學者提出的故障定位方法大致分為兩類：一是注入信號法，二是基于 故障特征量的區段定位。注入信號法包括"S"注入法、交直流綜合注入法和并聯中電阻法， 該類方法增大了對系統的干擾，且不能檢測瞬時性和間歇性接地故障。基于故障特征量的 區段定位包括零模電流比較法、區段零序導納法、零序無功功率方向法、基于相電流突變量 的定位、殘留增量法、行波法等，該類方法存在特征量獲取困難、信號精確同步困難等關鍵 性問題，且部分方法在高阻接地時可靠性極低。
[0004] 目前定位方法均只利用故障發生后的數據，而忽略了對故障前信息的利用。同時， 大多數定位方法只考慮零序電流?目息（需要二相?目息），對互感器要求尚，?目息獲取復雜， 且這些方法在數據缺相的情況下將會失效。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提出了一種基于區段瞬時功率的配 網線路故障區段定位方法。
[0006] 本發明的原理：
[0007] 在連續時間域內，區段瞬時功率定義為
[0008] ΔρΑ(?) = p1A(t)-p2A(t) =u1A(t) · i1A(t)-u2A(t) · i2A(t)
[0009] 式中，ukA(t)、ikA(t)分別為檢測點k(k = 1、2)處故障相相電壓和相電流。其中， 瞬時功率可分解為交流分量和直流分量
[0010] ^pΛ{t) = Ap A{t)
[0011] 以下推導 ΔρΑ(?)直流分量特征。令 Au(t) = u1A(t)+u2A(t), Δ i (t)= i1A(t)+i2A(t)，則
[0012] ΔρΑ(?) = u2A(t) · Δ i (t)+i2A(t) · Au(t) + Au(t) · Δ i (t) (I)
[0013] 式中，第三項相對于前兩項為高階無窮小，可忽略不計。
[0014] 1)對于非故障區段（圖1)，Λ i(t)為區段對地電容電流。下面分析式⑴前兩 項的數量級大小。
[0015] 區段兩端電流差的幅值其中b為線路Ikm的電納，數量級約為 10'因此區段兩端電流差幅值的數量級約為l(T 5(kA)。
[0016] 由于潮流計算的對象是三相對稱運行的線路，分析過程中將三相簡化為一相，因 此該部分理論對單相線路同樣適用。設U 2a的相角為0°，區段兩端電壓差可根據潮流計算 相關理論計算得出
【主權項】
1. 一種基于區段瞬時功率的配電網線路故障區段定位方法，其特征在于，所述方法包 括以下步驟： 步驟S1，根據各檢測點測量到的相電壓電流數據，計算正常運行情況下的各區段瞬時 功率直流分量; 步驟S2,確定故障相和故障時刻tf; 步驟S3,首先，選取檢測裝置[tf，tf+0. 04s]區間內共2N個點的故障相電壓、相電流波 形數據，計算各區段瞬時功率￥ ,(々)，k= 0, 1，…，N，公式如下：
式中：uM(n)和iM(n)為檢測點j測量到的故障相電壓和故障相電流采樣序列，N為一 個工頻周期數據點，k= 0, 1，...j,...N，k表示一周期內數列下標； 然后，求瞬時功率直流分量最大值△Pm,、=max; 步驟S4,根據瞬時功率直流分量增大倍數判斷各區段是否為故障區段，即當瞬時功率 直流分量增大倍數△&,、/△瓦>1,，則判斷為故障區段，反之則為非故障區段； 步驟S5,根據各檢測點分布，遍歷直到找出故障區段為止。
2. 根據權利要求1所述的配電網線路故障定位方法，其特征在于，所述步驟S2包括： 當檢測到接地故障的發生后，根據相電壓變化規律，選出故障相即接地相，根據相電壓 突變時刻或消弧裝置功率突變時刻確定故障時刻tf。
3. 根據權利要求1所述的配電網線路故障定位方法，其特征在于所述步驟S4中Ksrt為 人為設置的動作閾值，取1~3。
【專利摘要】本發明公開了一種基于區段瞬時功率的配網線路故障區段定位方法，對于非故障區段，其區段瞬時功率直流分量在正常運行及故障發生過程中幾乎保持不變，且數值為一極小的正數；對于故障區段，區段瞬時功率直流分量變化趨勢為先增后減，且在故障發生至消弧線圈動作且輸出穩定補償電流時段內達到最大值；因此根據瞬時功率直流分量在故障發生后的增大倍數可判斷故障區段，實現故障定位。本發明利用故障發生及消弧裝置動作全過程的波形數據，避免采用零序電流，可很好解決目前普遍存在的小電流接地系統單相接地故障時故障電流微弱、可靠性差、靈敏度低的問題，同時不會對系統引入干擾。
【IPC分類】G01R31-08
【公開號】CN104808112
【申請號】CN201510210538
【發明人】刁慕檁, 李廣林
【申請人】上海載物能源科技有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月28日