[发明专利]基于双向自动通信的配电网单相接地故障检测系统及方法

说明书

技术领域

本申请涉及配电网单相接地故障检测技术领域，尤其涉及一种基于双向自动通信的配电网单相接地故障检测系统及方法。

背景技术

国内外中压配电网广泛采用中性点不接地或经消弧线圈接地运行方式，相对于高压输电网络，中压配电网发生故障的概率高，其中单相接地故障频发。单相接地故障是指配电网导线与地之间出现绝缘破坏，多发生在潮湿、多雨天气，单相接地故障影响了用户的正常供电，而且可能产生过电压，烧坏设备，甚至引起相间短路而扩大事故。

目前对单相接地故障的故障点的定位方法主要分为两类，主动式定位方法与被动式定位方法。主动式故障定位方法是在线路发生故障后向系统注入特定信号，通过检测所注入信号在系统中的分布确定故障点位置。被动式故障定位方法则是利用故障本身所产生电压及电流信号的特征，设计定位算法，确定故障点位置。主动式故障定位方法又主要分为零序电流突变法、中电阻法、传递函数法、信号注入法。零序电流突变法是通过改变消弧线圈参数产生零序电流突变量实现定位，受不稳定故障影响大，且改变消弧线圈参数不利于系统安全。中电阻法是在故障发生后人为在系统中性点和地之间投入一中值电阻，检测附加的工频故障电流分布，该方法人为地增大了接地电流，增大了系统安全隐患，且中值电阻设计困难。传递函数法是在故障出口处施加方波诊断信号根据传递函数的频谱的一种单端测距方法，由于配电网参数复杂，该方法仅在理论上可行，难以实际应用。一般说来在主动式故障定位方法中信号注入法由于其避开了故障信号的易受干扰性且而得到了广泛应用。信号注入法一般利用信号注入装置通过母线PT向系统注入特定的电流信号，一般的交流信号注入法存在着注入信号受PT容量限制和分布电容会对注入信号分流的影响而容易导致故障点定位失败。

因此，如何实现快速有效的单相接地故障检测，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本申请提供了一种基于双向自动通信的配电网单相接地故障检测系统及方法，用于实现快速有效的单相接地故障检测。

第一方面，本申请提供了一种基于双向自动通信的配电网单相接地故障检测系统，所述系统包括主单元模块和若干副单元模块，所述主单元模块与上游变压器并联且安装于所述上游变压器的输出端，所述副单元模块与负荷变压器的低压侧且与负荷支路并联，所述主单元模块和所述副单元模块分别通过三相导线与配电网连接；其中，

所述主单元模块用于接收配电网电压信息判断故障发生的相别，产生扰动电压和接收副单元模块反馈的扰动电流；

所述副单元模块用于接收所述主单元模块产生的扰动电压并反馈扰动电流。

可选的，上述系统中，所述主单元模块包括信号变压器、第一可控晶闸管、电流采集装置和计算控制模块；其中，

所述信号变压器与所述上游变压器并联，所述第一可控晶闸管与所述信号变压器连接，所述电流采集装置与所述计算控制模块串联，所述电流采集装置和计算控制模块与所述信号变压器和第一可控晶闸管连接。

可选的，上述系统中，所述副单元模块包括第二可控晶闸管、电压采集装置和控制模块；其中，

所述第二可控晶闸管与所述负荷支路并联，所述电压采集装置与所述控制模块连接联，所述电压采集装置与控制模块与所述第二可控晶闸管连接。

可选的，上述系统中，所述副单元模块还包括限流阻抗，所述限流阻抗与第二可控晶闸管连接。

第二方面，本申请提供了一种基于双向自动通信的配电网单相接地故障检测方法所述方法包括以下步骤：

主单元模块接收配电网三相电压信息，识别单相接地故障，确定故障相；

当所述配电网发生单相接地故障，所述主单元模块向所述配电网中注入扰动电压信号，将所述扰动电压信号传递至副单元模块；

所述副单元模块接收所述扰动电压并产生扰动电流；

所述主单元模块接收所述扰动电流，分析所述扰动电流携带的编码信息，确定单相接地故障发生的位置。