[发明专利]一种应用于FTU的分布式馈线自动化保护新方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域，具体涉及一种应用于FTU的分布式馈线自动化保护新方法。适用于中性点非有效接地系统单相接地保护。

背景技术

我国66kV及以下电压等级的配电网大都采用中性点非有效接地方式，常将这种系统称为小电流接地系统。该方式下电网发生单相接地故障时，故障电流小(特别是经消弧线圈接地系统)，尽管规程允许继续运行1～2小时，但是故障后非接地相的电压变成线电压，对系统绝缘带来隐患和威胁，需要尽快切除故障线路，以避免发生两点接地进而造成短路事故，还可能产生铁磁谐振过电压导致电压互感器烧毁事故和电压互感器回路熔断器频繁熔断，严重威胁配电网的安全可靠性。因此在小电流接地系统发生单相接地故障时正确而及时地把故障线路检测出来，并直接自动切除故障线路或通过发信号由人工处理解除故障，对增强供电可靠性、实现配电自动化、提高供电质量及运行水平具有重要的实际意义。

针对小电流接地系统单相接地检测困难的问题，大量国内外高校和电力公司研发人员投入研究，前后提出了多种保护方案：零序电流过流保护、插入电阻法、无功功率方向保护、谐波电流保护、首半波原理、零序导纳接地保护等，最近还提出了基于小波变换等信号处理方法的暂态零序电流保护。同时国内外公司开发出了基于各种保护方案的选线装置，都是基于集中比较各条出线的故障信息(零序电流大小和方向、无功功率方向等)，在变电站中利用选线装置集中判断或在主站系统中加入集中选线模块。

现有小电流系统单相接地保护装置还是以稳态工频信号的选线装置为主，根据权威部门统计结果，在实际运行中选线装置总体选线准确率不到70％，误选、拒选的概率很大，稳态工频信号选线受以下几方面影响：(1)消弧线圈的补偿电流的影响；(2)过渡电阻的影响；(3)电流互感器不平衡电流的影响；(4)接地故障位置的影响。

因为单相接地时会产生比稳态分量大几至十几倍的暂态故障分量，所以基于暂态信号的小电流接地保护方法会有良好的故障识别能力，但暂态信号出现时间短暂、衰减快，并且伴随有高频干扰，检测相对困难，需利用合适的现代信号处理方法进行分析处理。现在对故障暂态信号的处理一般采用小波分析方法，易受脉冲噪声的影响。基于暂态信号的小电流接地保护还处于试验和推广阶段。

目前对馈线单相接地故障的检测一般采用集中选线方式，需要通过集中比较各条出线的故障信息来判断故障线路，还需要进一步进行故障定位、故障隔离。随着配网自动化的发展，FTU等馈线智能终端数据处理和存储能力已经非常强大，能满足智能算法的要求；同时现在一些负荷开关和分段开关已换成了断路器，具有开断短路电流的能力，实现小电流接地系统分布式接地保护能将选线、定位、隔离一次完成，实现馈线自动化系统的分布式智能控制，实现故障的快速隔离、保证配电网的安全和用户用电安全，更好实现配网自动化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供了只需馈线三相电流信息的、可以安装于FTU的就地分布式单相接地保护方法。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种应用于FTU的分布式馈线自动化保护新方法，包括以下步骤：

步骤一、当馈线的零序电流I0大于整定电流Iset时，记录当前时刻为故障时刻，记录馈线上故障时刻前二个周波和故障时刻后四个周波的相电流和零序电流；

步骤二、选取故障时刻前后各半个周期共一个周期零序电流信号经过灰度形态梯度滤波器滤波处理，滤波处理后的零序电流出现第一个脉冲的时刻即为精确的故障发生时刻；

步骤三、以步骤二得到的精确的故障发生时刻为基准，通过求取故障发生时刻后的故障相电流减去故障发生时刻前的负荷相电流获得相电流故障分量Δi_p；通过求取故障发生时刻后的故障零序电流减去故障发生时刻前的不平衡零序电流获得零序电流故障分量Δi₀；然后采用带阻滤波器滤除相电流和零序电流的故障分量中的稳态分量，得到相电流暂态故障分量Δi_p.tr和零序电流暂态故障分量Δi_0.tr；

步骤四、选取相电流暂态故障分量Δi_p.tr和零序电流暂态故障分量Δi_0.tr中故障发生时刻后的2个周波数据，采用自适应形态滤波器进行滤波去噪预处理；

步骤五、采用三次样条小波对滤波去噪预处理后的相电流暂态故障分量Δi_p.tr进行四层小波分解，分别得到A、B、C三相电流暂态故障分量在16个子频带上的能量求和选择和中最大值对应的相作为故障相；