[发明专利]基于暂态高频分量的消弧柜故障相判断方法

说明书

本发明公开了一种基于暂态高频分量的消弧柜故障相判断方法。传统的消弧柜故障相判断方法，是在发生单项电弧接地故障后，故障相电压有效值接近零。这种依赖单一判据的方法，其准确度较低，在现场已经出现了多起故障相判断失误的案例，严重危害了电力系统的可靠性。本发明提出运用电弧熄灭后故障相的高频分量相位与非故障相的高频分量相位相反的判据，同时结合电弧熄灭起前，故障相有效值降低且仅故障相存在高频分量的判据，准确迅速的判断故障相。

专利领域

本发明属于电力系统继电保护领域，涉及消弧柜的故障相判定，具体涉及基于暂态高频分量的消弧柜故障相判断方法。

背景技术

随着电力系统规模的不断增大，配电网可靠性在国民经济中占有着越来越重要的地位。配电网是直接面向用户的环节，关系着电力用户的生产生活，重要性不言而喻。在配电网故障中，单相接地故障占据主要地位，其中单项弧光接地故障占据了单相接地故障的绝大部分，每年单项弧光接地故障给电力系统造成了一定量的的安全隐患，降低了电力系统可靠性，带来了大量直接，间接的经济损失。

在治理单相弧光接地故障的措施中，消弧柜扮演了重要的角色。消弧柜是安装在变电站内的继电保护装置，当检测到电力系统发生了单相弧光接地故障时，消弧柜需要在两个周波的时间内内迅速识别故障相，在变电站中将故障相迅速接地并迅速断开接地，达到熄灭故障点电弧的作用，避免了故障点接地电弧对系统造成的危害。其中，关键的一步是消弧柜对故障相的准确识别。一旦故障相识别错误，造成了非故障相在变电站处接地，将原有的单相接地故障扩大为系统两相接地，按照电力系统安全规程将造成三相跳闸的严重后果，扩大了故障范围并造成了停电损失。而传统的消弧柜，多数用三相有效值判定的方法，即选取电压有效值最低相为故障相。这种采用单一判据的方法准确性较低，且单项弧光接地多为间歇式电弧接地，即电弧以周波为单位，规律地的产生于熄灭，因此该方法不能准确地判断故障相。当前，消弧柜在现场已经造成了多起故障相判断失误，给电力系统造成了严重的危害。

发明内容

本发明的目的在于运用电弧熄灭后故障相的高频分量相位与非故障相的高频分量相位相反的判据；同时结合电弧熄灭起前，故障相有效值降低且仅故障相存在高频分量的判据，提高消弧柜判断故障相的准确性。

本申请具体采用以下技术方案：

基于暂态高频分量的消弧柜故障相判断方法，其特征在于：

通过三相电压的有效值结合高频分量，判断消弧柜的故障相。

所述基于暂态高频分量的消弧柜故障相判断方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：现场录波器分别记录电弧燃烧时母线三相电压瞬时值数据；

步骤2：分别计算母线三相电压数据的有效值；以半个周波(0.01秒)为单位时间，有效值为步骤1采集的瞬时值在一个单位时间内的方均根值：

式中，R_k表示k相的有效值，其中k＝A,B,C三相中的其中之一；n表示单位时间内，录波器记录的数据数量；U_ki表示单位时间内k相电压的第i个数据值。

步骤3：如果存在k相电压的有效值均低于其他相电压的有效值的s倍，则进入步骤4，反之返回步骤1；

步骤4：分解步骤1记录的k相电压数据，若存在明显的高频分量即高频分量大于等于预设的第一高频分量阈值则判断k相为故障相；反之返回步骤1。

进一步：

在步骤3中，其中s的范围是0.4～0.7。

S进一步优选取值为0.6。

在步骤4中，所述高频分量是指电压数据中大于9倍电力系统频率的分量。