[发明专利]一种基于电流二阶差分的配电网单相接地故障选线方法

说明书

本发明公开了一种基于电流二阶差分的配电网单相接地故障选线方法，在每条线路上每隔一定距离设置一个测量点，包括下述步骤：(1)实时获取配电网线路上各点每相的电流信号；(2)计算所述电流信号的二阶差分值；(3)通过将每条线路绝对平均值最大的二阶差分值进行比较来判断故障线路。本发明通过对故障数据的分析，从数据中分析出当线路发生单相接地故障时，流经故障点的电流数据与相邻的电流数据的二阶差分值会有异常，以此作为选线的故障特征量，解决了传统选线方案中物理模型缺陷导致的选线方案具有一定局限性的问题，本发明对复杂的实际问题具有很好的自适应性。

技术领域

本发明属于电力系统故障选线技术领域，更具体地，涉及一种基于电流二阶差分的高准确度配电网单相接地故障选线方法。

背景技术

配电网是电力系统中与用户联系最直接的环节，其覆盖面广，而相比于输电网故障机率高，且单相接地是配电网运行中发生的最主要的故障类型。当中性点经消弧线圈接地的配电网发生单相接地故障时电网的三相线电压之间始终保持对称，由于消弧线圈的补偿作用，产生的故障电流较小，此时系统可以点故障继续运行1h～2h，保持对负荷的供电连续性。但长时间带故障运行将给配电网带来巨大的安全隐患，因此有必要对配电网故障选线方法进行研究。

国内外对于单相接地故障线路的识别的核心是基于分析故障线路某特征信号量的提取，例如零序电流幅值法、相位法、注入信号法、小波变换法等。以上方法其基本思路都是基于一定的理论从实际问题中抽象出物理模型，再用数学的严格推导对问题分析求解，故物理模型是否适用直接影响故障判断的合理性与正确性。而在配电网实际选线问题中，线路参数、负荷波动、故障类型、对地电流不对称等因素都会对物理模型提出约束，故传统选线方法很难满足工作状态复杂多变的配电网，也是现阶段小电流接地系统选线问题难以突破的重要原因。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于电流二阶差分的高准确度配电网单相接地故障选线方法，旨在解决现有技术中由于对物理模型的依赖导致故障选线有很大局限性的问题。

本发明提供了一种基于电流二阶差分的配电网单相接地故障选线方法，在每条线路上每隔一定距离设置一个测量点，包括下述步骤：(1)实时获取配电网线路上各点每相的电流信号；(2)计算所述电流信号的二阶差分值；(3)通过将每条线路绝对平均值最大的二阶差分值进行比较来判断故障线路。其中，在每隔一定距离设置一个测量点中，为了方便计算电流差分值，可以按等距来确定设置测量点的间隔距离，比如该间隔距离可以均设为一公里。

更进一步地，步骤(2)中，所述二阶差分值为：Δ²I_na＝ΔI_na-ΔI_(n+1)a＝(I_na-I_(n+1)a)-(I_(n+1)a-I_(n+2)a)＝I_na-2I_(n+1)a+I_(n+2)a；其中，I_na为第n个测量点a相的电流值，ΔI_na、Δ²I_na分别对应I_na的一阶差分值与二阶差分值。

更进一步地，在步骤(3)中，根据以下原则来判断故障线路：将所有线路所有测量点上得到的各点各相电流二阶差分值的绝对平均值按线路按相区分，将每条线路绝对平均值最大的二阶差分值进行比较，差分值出现异常的几组数据对应的电流检测值之间的线路存在故障。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明通过对故障数据的分析，从数据中分析出当线路发生单相接地故障时，流经故障点的电流数据与相邻的电流数据的二阶差分值会有异常，以此作为选线的故障特征量，解决了传统选线方案中物理模型缺陷导致的选线方案具有一定局限性的问题，本发明对复杂的实际问题具有很好的自适应性。