配电网单相接地故障定位方法
【专利摘要】一种配电网单相接地故障定位方法，涉及配电网【技术领域】，所解决的是降低单相接地故障识别及定位成本的技术问题。该方法将配电网母线的每个出线等距离划分为多个出线区段，然后在非故障情况下对各个出线区段逐一的模拟单相接地故障，计算出每个出线区段在模拟单相接地故障时，其所属出线在母线出口处的母线侧负序电流故障模拟值及母线侧零序电流故障模拟值；当配电网中发生单相接地故障时，根据非故障情况下的模拟值对配电网母线的所有出线进行逐一判断，实现对单相接地故障的识别及定位。本发明提供的方法，适用于配电网单相接地故障的定位。
【专利说明】配电网单相接地故障定位方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及配电网技术，特别是涉及一种配电网单相接地故障定位方法的技术。

【背景技术】
[0002] 配电网大多采用非有效接地方式运行，当配电网中发生单相接地故障时，由于短 路电流是经过消弧线圈接地的，其接地电流很小，而且配电网在正常运行时是三相非对称 运行，存在着负序电流，因此配电网的单相接地故障往往难以识别，即便识别了也难以定位 故障区域，往往需要另行配置专用的检测设备来辅助识别、辅助定位，从而增加了配电网的 成本。


【发明内容】

[0003] 针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能降低 单相接地故障识别及定位成本，且识别准确、定位快速的配电网单相接地故障定位方法。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种配电网单相接地故障定位方法，其 特征在于：
[0005] 先对配电网母线的每个出线进行划分，将每个出线等距离划分为多个出线区段， 然后在非故障情况下将各个出线区段的负荷电流设置为0，并对各个出线区段逐一的模拟 单相接地故障，分别计算出各个出线区段的母线侧负序电流故障模拟值及母线侧零序电流 故障模拟值；
[0006] 出线区段的母线侧负序电流故障模拟值是指：该出线区段在模拟单相接地故障 时，其所属出线在母线出口处的母线侧负序电流值；
[0007] 出线区段的母线侧零序电流故障模拟值是指：该出线区段在模拟单相接地故障 时，其所属出线在母线出口处的母线侧零序电流值；
[0008] 配电网中发生故障时，通过以下步骤来定位单相接地故障：
[0009] 1)对配电网母线的所有出线进行逐一判断，如果存在B[i，j]〈fabs(I0[i])/i3且 A[i，j]〈fabs(I2[i])/i3，则判定配电网母线的[i，j]出线区段为单相接地故障可疑区段， 则将配电网母线的第i个出线归入一个可疑出线集合；
[0010] 其中，可疑出线集合是一个初始为空的集合，[i, j]出线区段是指配电网母线的第 i个出线的第j个出线区段，B[i, j]为配电网母线的第i个出线在模拟[i，j]出线区段单 相接地故障时的母线侧零序电流故障模拟值，io[i]为配电网母线的第i个出线在母线出 口处的母线侧零序电流实时值，A[i，j]为配电网母线的第i个出线在模拟[i，j]出线区段 单相接地故障时的母线侧负序电流故障模拟值，I2[i]为配电网母线的第i个出线在母线 出口处的母线侧负序电流实时值，β为负荷分配因子，β的值为常数，fabs是对参数取绝 对值的函数，I0[i]、I2[i]的符号以流入母线为负，流出母线为正；
[0011] 2)计算零序判据因子及负序判据因子，具体计算公式为： Ν Μ Ν Μ
[0012] a=( Σ I0T[j]+ Σ IfO[]])/( Σ fabs(I0T[j])/2+ Σ fabs(IfO[j])/2) j=l j=l j-1 j=l Ν Μ Ν M
[0013] δ=( Σ I2T[j]+ Σ Tf2[j])/( Σ fabs(T2T[j])/2+ Σ fabs(If2[j])/2) j=l j=l j=l j=i
[0014] 其中，0为零序判据因子，δ为负序判据因子，Ν为可疑出线集合中的出线总数， Μ为配电网母线所连接的供电变压器的数量，I0T[j]为可疑出线集合中的第j个出线在母 线出口处的母线侧零序电流实时值，I2T[j]为可疑出线集合中的第j个出线在母线出口处 的母线侧负序电流实时值，If0[j]为配电网母线所连接的第j个供电变压器的母线侧零序 电流实时值，If2[j]为配电网母线所连接的第j个供电变压器的母线侧负序电流实时值， I0T[j]、I2T[j]、If0[j]、If2[j]的符号以流入母线为负，流出母线为正；
[0015] 3)根据零序判据因子及负序判据因子来定位单相接地故障；
[0016] 如果(〕2；Count或者δ彡Count，则判定配电网中所发生的故障不是单相接地故 障；
[0017] 如果(?<Count并且δ〈Count,贝U判定可疑出线集合中母线侧零序电流实时值最大 的出线上发生单相接地故障，且故障点所属的出线区段是该出线的出线区段中，母线侧零 序电流故障模拟值最接近该出线当前的母线侧零序电流实时值的出线区段；
[0018] 其中，Count为常数。
[0019] 进一步的，单个出线的出线区段划分长度为2km。
[0020] 进一步的，β的取值为0.85。
[0021 ] 进一步的，Count的取值为0.05。
[0022] 本发明提供的配电网单相接地故障定位方法，利用配电网的现有资源，根据配电 网母线出口处的母线侧零序电流实时值及母线侧负序电流实时值、供电变压器母线侧零序 和负序电流，结合非故障情况下的各个出线区段的母线侧负序电流故障模拟值及母线侧零 序电流故障模拟值对配电网单相接地故障进行识别及定位，能准确的识别出配电网单相接 地故障，并能快速的对故障区域进行定位，在工程上易于实现，无需增加额外投资，能降低 单相接地故障识别及定位成本。

【具体实施方式】
[0023] 以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述，但本实施例并不用 于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
[0024] 本发明实施例所提供的一种配电网单相接地故障定位方法，其特征在于：
[0025] 先对配电网母线的每个出线进行划分，将每个出线等距离划分为多个出线区段， 然后在非故障情况下将各个出线区段的负荷电流设置为0，并对各个出线区段逐一的模拟 单相接地故障，分别计算出各个出线区段的母线侧负序电流故障模拟值及母线侧零序电流 故障模拟值；
[0026] 出线区段的母线侧负序电流故障模拟值是指：该出线区段在模拟单相接地故障 时，其所属出线在母线出口处的母线侧负序电流值；
[0027] 出线区段的母线侧零序电流故障模拟值是指：该出线区段在模拟单相接地故障 时，其所属出线在母线出口处的母线侧零序电流值；
[0028] 其中，单个出线的出线区段划分长度通常为2km，单个出线的出线区段数量根据该 出线的长度确定；
[0029] 配电网中发生故障时，通过以下步骤来定位单相接地故障：
[0030] 1)对配电网母线的所有出线进行逐一判断，如果存在B[i，j]〈fabs(I0[i])/i3且 A[i，j]〈fabs(I2[i])/i3，则判定配电网母线的[i，j]出线区段为单相接地故障可疑区段， 则将配电网母线的第i个出线归入一个可疑出线集合；
[0031] 其中，可疑出线集合是一个初始为空的集合，[i, j]出线区段是指配电网母线的第 i个出线的第j个出线区段，B[i, j]为配电网母线的第i个出线在模拟[i，j]出线区段单 相接地故障时的母线侧零序电流故障模拟值，io[i]为配电网母线的第i个出线在母线出 口处的母线侧零序电流实时值，A[i，j]为配电网母线的第i个出线在模拟[i，j]出线区段 单相接地故障时的母线侧负序电流故障模拟值，I2[i]为配电网母线的第i个出线在母线 出口处的母线侧负序电流实时值，β为负荷分配因子，β的值为常数，其取值通常为0.85， fabs是对参数取绝对值的函数，I0[i]、I2[i]的符号以流入母线为负，流出母线为正；
[0032] 2)计算零序判据因子及负序判据因子，具体计算公式为： Ν Μ Ν Μ
[0033] a=( I I0T[j]+ Σ If0[j])/( Σ fabs(I0T[j])./2+ χ fabs(IfO[j])/2) j=l Ν Μ Ν M
[0034] δ=( Σ T2T[j]+ V Tf2[j])/( Σ fabs(T2T[j])/2+ V fabs(Tf2[j])/2) j=l j=l j=l j=l
[0035] 其中，δ为零序判据因子，δ为负序判据因子，Ν为可疑出线集合中的出线总数， Μ为配电网母线所连接的供电变压器的数量，I0T[j]为可疑出线集合中的第j个出线在母 线出口处的母线侧零序电流实时值，I2T[j]为可疑出线集合中的第j个出线在母线出口处 的母线侧负序电流实时值，If0[j]为配电网母线所连接的第j个供电变压器的母线侧零序 电流实时值，If2[j]为配电网母线所连接的第j个供电变压器的母线侧负序电流实时值， I0T[j]、I2T[j]、If0[j]、If2[j]的符号以流入母线为负，流出母线为正；
[0036] 3)根据零序判据因子及负序判据因子来定位单相接地故障；
[0037] 如果3彡Count或者δ彡Count，则判定配电网中所发生的故障不是单相接地故 障；
[0038] 如果pcCount并且δ〈Count,贝U判定可疑出线集合中母线侧零序电流实时值最大 的出线上发生单相接地故障，且故障点所属的出线区段是该出线的出线区段中，母线侧零 序电流故障模拟值最接近该出线当前的母线侧零序电流实时值的出线区段；
[0039] 其中，Count为常数，其取值通常为0.05。
[0040] 本发明实施例中，配电网母线的各个出线在母线出口处的母线侧零序电流实时 值、母线侧负序电流实时值，及配电网母线所连接的各个供电变压器的母线侧零序电流实 时值、母线侧负序电流实时值，及各个出线区段在模拟单相接地故障时，其所属出线在母线 出口处的母线侧负序电流故障模拟值及母线侧零序电流故障模拟值，均可以利用电力系统
【权利要求】
1. 一种配电网单相接地故障定位方法，其特征在于： 先对配电网母线的每个出线进行划分，将每个出线等距离划分为多个出线区段，然后 在非故障情况下将各个出线区段的负荷电流设置为0，并对各个出线区段逐一的模拟单相 接地故障，分别计算出各个出线区段的母线侧负序电流故障模拟值及母线侧零序电流故障 模拟值； 出线区段的母线侧负序电流故障模拟值是指：该出线区段在模拟单相接地故障时，其 所属出线在母线出口处的母线侧负序电流值； 出线区段的母线侧零序电流故障模拟值是指：该出线区段在模拟单相接地故障时，其 所属出线在母线出口处的母线侧零序电流值； 配电网中发生故障时，通过以下步骤来定位单相接地故障： 1)对配电网母线的所有出线进行逐一判断，如果存在B[i，j]〈fabs(I0[i])/i3且 A[i，j]〈fabs(I2[i])/i3，则判定配电网母线的[i，j]出线区段为单相接地故障可疑区段， 则将配电网母线的第i个出线归入一个可疑出线集合； 其中，可疑出线集合是一个初始为空的集合，[i, j]出线区段是指配电网母线的第i个 出线的第j个出线区段，B[i，j]为配电网母线的第i个出线在模拟[i，j]出线区段单相接 地故障时的母线侧零序电流故障模拟值，I0[i]为配电网母线的第i个出线在母线出口处 的母线侧零序电流实时值，A[i，j]为配电网母线的第i个出线在模拟[i，j]出线区段单相 接地故障时的母线侧负序电流故障模拟值，I2[i]为配电网母线的第i个出线在母线出口 处的母线侧负序电流实时值，β为负荷分配因子，β的值为常数，fabs是对参数取绝对值 的函数，I0[i]、I2[i]的符号以流入母线为负，流出母线为正； 2)计算零序判据因子及负序判据因子，具体计算公式为： Ν Μ Ν Μ δ=( Σ I0T[j]+ Σ If0[j])/( Σ fabs(I0T[j])/2+ Σ fabs(IfO[j])/2) j=l j=l j=l j=l Ν Μ Ν M δ=( Σ T2T[j]+ Σ Tf2[j])/( Σ fabs(T2T[j])./2+ Σ fabs(If2[j])/2) j=l j=l j=l j-i 其中，5为零序判据因子，δ为负序判据因子，Ν为可疑出线集合中的出线总数，Μ为配 电网母线所连接的供电变压器的数量，I0T[j]为可疑出线集合中的第j个出线在母线出口 处的母线侧零序电流实时值，I2T[j]为可疑出线集合中的第j个出线在母线出口处的母线 侧负序电流实时值，If0[j]为配电网母线所连接的第j个供电变压器的母线侧零序电流实 时值，If2[j]为配电网母线所连接的第j个供电变压器的母线侧负序电流实时值，I0T[j]、 I2T[j]、IfO[j]、If2[j]的符号以流入母线为负，流出母线为正； 3)根据零序判据因子及负序判据因子来定位单相接地故障； 如果或者δ彡Count，则判定配电网中所发生的故障不是单相接地故障； 如果5<Count并且δ〈Count,贝U判定可疑出线集合中母线侧零序电流实时值最大的出 线上发生单相接地故障，且故障点所属的出线区段是该出线的出线区段中，母线侧零序电 流故障模拟值最接近该出线当前的母线侧零序电流实时值的出线区段； 其中，Count为常数。
2.根据权利要求1所述的配电网单相接地故障定位方法，其特征在于：单个出线的出 线区段划分长度为2km。
3.根据权利要求1所述的配电网单相接地故障定位方法，其特征在于：β的取值为 0. 85。
4.根据权利要求1所述的配电网单相接地故障定位方法，其特征在于：Count的取值为 0. 05。
【文档编号】G01R31/08GK104049177SQ201410244694
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】李昌, 夏湘洪 申请人:上海申瑞继保电气有限公司