[发明专利]一种不接地系统故障快速检测方法

说明书

本发明公开了一种不接地系统故障快速检测方法，首先，实时采集变电所母线三相电压瞬时值；其次，根据电压瞬时值，利用插值法求得各相电压的二阶导数，并对二阶导数取绝对值；然后，对三相电压瞬时值取绝对值并同时加上一个小正数，作为三相校正电压瞬时值；最后，分别求出各相电压二阶导数绝对值与各相校正电压瞬时值的比值，将三个比值与门槛值比较，判断故障是否发生；本发明方法受负荷扰动影响小，能够快速可靠地检测故障。

技术领域

本发明涉及配电网故障检测方法，具体涉及一种不接地系统故障快速检测方法。

背景技术

在电力系统中可能发生的各种故障中，短路故障对运行和设备安全危害最大。发生短路故障时，短路电流会使得设备发热、变形，影响设备绝缘和寿命，短路故障还会对通信造成影响，甚至会造成发电机失去同步，系统解列。因此，在电力系统发生故障时，快速检测故障，及时将故障线路或设备从系统切除，保障系统安全，显得尤为重要。

目前，常用的故障检测方法主要包括反映测量量大小的稳态量算法、反映故障前后变化量大小的突变量算法和其他奇异点检测方法。稳态量算法中常利用相电流或电压、线电流或电压、差动电流、序分量以及更加复杂的组合量，且大多利用的是电流或电压有效值。在计算有效值时，常利用傅里叶算法，其计算要求的数据窗较长，且易受故障直流分量影响，计算精度难以保证。突变量算法中，一般利用当前瞬时值与一个工频周期前的瞬时值作差，超过门槛值，则认为发生故障。突变量算法灵敏度较高，但易受系统频率波动影响。奇异点检测方法中中常利用小波变换来确定奇异点，精度较高，但算法仍比较复杂。因此，利用简单的算法，同时能避免扰动的影响，是故障检测中亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有故障检测方法存在的问题，本发明的目的是提供一种一种不接地系统故障快速检测方法，能够仅利用单端电压信息，快速检测故障，且能够避免扰动的影响，精度较高，提高了故障检测的快速性和可靠性。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种不接地系统故障快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在变电所母线处，利用电压互感器，实时采集母线三相电压瞬时值，记为u_A(t)、u_B(t)、u_C(t)；

步骤2：根据采集得到的三相电压瞬时值，使用插值法分别计算得到各相电压二阶导数，并取绝对值，记为公式如下：

式中ΔT为采样周期，k＝A、B、C；

步骤3：将采集到的三相电压瞬时值取绝对值，并同时加上一个较小的正数ε，0＜ε≤10^-4，作为三相校正电压瞬时值，记为u′_k(t)，k＝A、B、C；

u′_k(t)＝|u_k(t)|+ε (2)

步骤4：计算三相电压二阶导数绝对值与对应的三相校正电压瞬时值的比值，将求得的三个比值与门槛值比较，只要其中一个比值超过门槛值(门槛值设为5×10⁷)，则判断故障已经发生。

本发明和现有技术相比较，具有如下优点：

本发明提出的一种不接地系统故障快速检测方法，专门针对不接地系统故障检测，目的性强，只需利用单端电压信息(即只需要采集母线三相电压)，且数据窗很短，对存储空间要求低；计算中只需要利用插值法和取绝对值，然后得到比值，算法十分简单，计算时间很短，能够满足快速性要求。

通过提高门槛值，能够减小负荷变化的影响，可靠性高。原因如下：

理想情况下，正常运行时，母线三相电压波形函数可表示为：