一種中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)中接地故障的定位方法，尤其涉及一種中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接 地系統(tǒng)單相接地故障定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)在我國(guó)配電網(wǎng)中占據(jù)著非常重要的位置。它結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，分支眾多，使其容易發(fā)生接地故障，在這其中，單相接地故障是最為常見(jiàn)的情況，當(dāng)其發(fā) 生單相接地故障時(shí)，由于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，所以故障處的短路電流不是特別大，而且 線路中的三相線電壓仍然對(duì)稱，所以系統(tǒng)可以允許再繼續(xù)運(yùn)行1~2h，但是此時(shí)，非故障相 的對(duì)地電壓會(huì)升高為原來(lái)的V?倍，故障點(diǎn)與地之間可能會(huì)產(chǎn)生間歇性弧光接地，威脅著電 氣設(shè)備的絕緣性，如果不盡快的采取措施，查找，排除故障點(diǎn)，可能會(huì)引發(fā)兩點(diǎn)或多點(diǎn)的故 障擴(kuò)散，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。所以，快速，準(zhǔn)確的對(duì)單相接地故障進(jìn)行定位對(duì)電 網(wǎng)的安全運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)利益具有十分重要的作用。
[0003] 目前關(guān)于故障定位的研宄主要集中在故障區(qū)段定位和故障測(cè)距兩個(gè)方面。故障區(qū) 段定位是指對(duì)發(fā)生故障的供電區(qū)段進(jìn)行定位，隔離，以便恢復(fù)非故障區(qū)段的正常運(yùn)行。它 主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是基于線路上的自動(dòng)化設(shè)備（如FTU)實(shí)時(shí)檢測(cè)線路上的電氣信息，對(duì) 信息進(jìn)行整合，判定，以此確定故障區(qū)段，但這對(duì)電網(wǎng)的自動(dòng)化水平要求較高而且維護(hù)成本 大。另一類(lèi)是基于電力用戶故障投訴電話以及供電單位掌握的相關(guān)信息，如電話號(hào)碼，地 理信息，設(shè)備信息和用戶代碼等對(duì)故障區(qū)段進(jìn)行定位，但這類(lèi)方法必須建立在地區(qū)通訊水 平順暢以及供電單位自身信息完善的基礎(chǔ)之上。
[0004] 故障測(cè)距是指利用故障線路上的電氣信息對(duì)故障距離進(jìn)行直接計(jì)算，主要有阻抗 法和行波法兩類(lèi)方法。阻抗法主要利用故障時(shí)線路上的電壓，電流信息計(jì)算線路阻抗，進(jìn)而 推算故障距離，阻抗法應(yīng)用簡(jiǎn)單，成本便宜，但容易受到接地電阻，負(fù)荷的影響。行波法主要 是利用發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的暫態(tài)行波到達(dá)檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間來(lái)推算故障距離。但考慮到配電網(wǎng)結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，分支眾多，使得暫態(tài)行波的折射波，反射波過(guò)多，不宜分辨，對(duì)測(cè)距的精度產(chǎn)生一定 的影響。
[0005] 綜上，為了提高供電的可靠性與經(jīng)濟(jì)性，對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的單相接 地故障定位的研宄顯得尤為重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相 接地故障定位方法，基于調(diào)容式消弧線圈自身，不依靠過(guò)多的外部設(shè)備，簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì).定位準(zhǔn) 確。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障定位方法，中性點(diǎn)經(jīng)調(diào)容式消弧線 圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，并且已選出故障線路，控制調(diào)容式消弧線圈的晶閘管瞬時(shí) 導(dǎo)通，此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)的擾動(dòng)脈沖，此擾動(dòng)脈沖信號(hào)會(huì)通過(guò)故障點(diǎn)流入大地，利用脈 沖檢測(cè)裝置檢測(cè)母線處故障線路始端的電壓和電流擾動(dòng)信號(hào)，再對(duì)此擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行FFT分 析，得到各次諧波，再利用諧波阻抗理論計(jì)算出故障距離。
[0009] 對(duì)電壓和電流擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行FFT分析的方法為：
[0010] 在故障線路的初始端提取擾動(dòng)電壓信號(hào)u(t)和電流信號(hào)i(t)，對(duì)電壓信號(hào)u(t) 和電流信號(hào)i(t)分別進(jìn)行FFT分析，得到不同頻次下的電壓諧波分量U(jn?)和電流諧波 分量I(jn?)，其中n為不等于0的自然數(shù)，分析過(guò)程中，舍棄幅值大小低于基波1 %的諧波 分量；利用得到的電壓諧波分量和電流諧波分量與諧波阻抗理論計(jì)算故障距離。
[0011] 利用諧波阻抗理論計(jì)算故障距離時(shí)，通過(guò)諧波阻抗理論計(jì)算靠近母線的故障線路 端口到故障點(diǎn)的線路阻抗，然后利用線路的單位距離阻抗參數(shù)計(jì)算故障距離，具體過(guò)程如 下：
[0012] 從線路初始端到故障點(diǎn)的諧波阻抗為：
[0013]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障定位方法，中性點(diǎn)經(jīng)調(diào)容式消弧線圈 接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，并且已選出故障線路，其特征是，控制調(diào)容式消弧線圈的晶閘 管瞬時(shí)導(dǎo)通，此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)的擾動(dòng)脈沖，此擾動(dòng)脈沖信號(hào)會(huì)通過(guò)故障點(diǎn)流入大地， 利用脈沖檢測(cè)裝置檢測(cè)母線處故障線路始端的電壓和電流擾動(dòng)信號(hào)，再對(duì)此擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行 FFT分析，得到各次諧波，再利用諧波阻抗理論計(jì)算出故障距離。
2. 如權(quán)利要求1所述一種中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障定位方法，其特征 是，對(duì)電壓和電流擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行FFT分析的方法為： 在故障線路的初始端提取擾動(dòng)電壓信號(hào)u (t)和電流信號(hào)i(t)，對(duì)電壓信號(hào)u (t)和電 流信號(hào)i (t)分別進(jìn)行FFT分析，得到不同頻次下的電壓諧波分量U (jn ?)和電流諧波分量 I (jn ?)，其中n為不等于O的自然數(shù)，分析過(guò)程中，舍棄幅值大小低于基波1 %的諧波分量； 利用得到的電壓諧波分量和電流諧波分量與諧波阻抗理論計(jì)算故障距離。
3. 如權(quán)利要求2所述一種中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障定位方法，其特征 是，利用諧波阻抗理論計(jì)算故障距離時(shí)，通過(guò)諧波阻抗理論計(jì)算靠近母線的故障線路端口 到故障點(diǎn)的線路阻抗，然后利用線路的單位距離阻抗參數(shù)計(jì)算故障距離，具體過(guò)程如下： 從線路初始端到故障點(diǎn)的諧波阻抗為：
其中，R為線路電阻與接地電阻之和，L為線路電感，在得到不同頻次下的線路諧波阻 抗后，對(duì)諧波阻抗的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行擬合分析，從而得到正確的線路電感值La，再利用公式 (2)計(jì)算故障距離： X=L線/1 (2) 其中，X為故障距離，1為線路單位距離的電感值。
4. 如權(quán)利要求1所述一種中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障定位方法，其特征 是，控制調(diào)容式消弧線圈的晶閘管瞬時(shí)導(dǎo)通的方法為： 調(diào)容式消弧線圈工作在故障狀態(tài)時(shí)，為實(shí)現(xiàn)線路滅弧和消除接地過(guò)電壓，利用反并聯(lián) 晶閘管使它的若干組二次電容負(fù)荷繞組投入工作；此時(shí)，控制反并聯(lián)晶閘管瞬時(shí)導(dǎo)通使一 組未投入運(yùn)行的電容負(fù)荷繞組短時(shí)間投入電路，那么在消弧線圈一次側(cè)電感電流會(huì)產(chǎn)生一 擾動(dòng)脈沖信號(hào)，此信號(hào)會(huì)經(jīng)故障線路的故障點(diǎn)流行大地。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障定位方法，中性點(diǎn)經(jīng)調(diào)容式消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，并且已選出故障線路，控制調(diào)容式消弧線圈的晶閘管瞬時(shí)導(dǎo)通，此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)的擾動(dòng)脈沖，此擾動(dòng)脈沖信號(hào)會(huì)通過(guò)故障點(diǎn)流入大地，利用脈沖檢測(cè)裝置檢測(cè)母線處故障線路始端的電壓和電流擾動(dòng)信號(hào)，再對(duì)此擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行FFT分析，得到各次諧波，再利用諧波阻抗理論計(jì)算出故障距離。本發(fā)明基于調(diào)容式消弧線圈自身，不依靠過(guò)多的外部設(shè)備，簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。擾動(dòng)信號(hào)的幅值可控，通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角，使得擾動(dòng)信號(hào)在不同接地電阻情況下，都能有足夠的強(qiáng)度被檢測(cè)到，并且又不至于大到影響系統(tǒng)的運(yùn)行。
【IPC分類(lèi)】G01R31-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104820169
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510246745
【發(fā)明人】陳應(yīng)紀(jì), 張榮華, 王青, 劉文華
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司東營(yíng)供電公司
【公開(kāi)日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月14日