[发明专利]基于超低频信号的接地故障线路及类型识别方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于超低频信号的接地故障线路及类型识别方法和装置，所述方法包括：获取各线路的零序电压超低频信号以及零序电流超低频信号；选取所述零序电流超低频信号峰值的绝对值作为对应线路的代表值，若所述代表值均小于电流阈值，则没有发生单相接地故障，否则，确定所述代表值最大的线路为故障线路；获取所述故障线路的零序电压工频信号，从而确定故障角；基于所述故障角自适应选取超低频特征频段；计算所述故障线路在所述特征频段内零序电压信号能量与零序电流信号能量的比值，作为估算过渡电阻的特征量，并基于所述特征量确定故障类型。通过本发明，能够准确地识别发生接地故障的线路并在准确选线的基础上识别故障类型。

技术领域

本发明属于电力故障检测技术领域，更具体地，涉及一种基于超低频信号的接地故障线路及类型识别方法和装置。

背景技术

据统计，单相接地故障占配电网短路故障的70％以上。我国配电网根据架空线和电缆线占比的不同采用不同的中性点接地方式，架空线为主的配电网主要采用小电流接地方式，包括中性点不接地和经消弧线圈接地两种，电缆线为主的配电网主要采用中性点经消弧线圈接地方式或经小电阻接地方式。发生单相接地故障时，故障点可能产生电弧，需要准确识别故障线路并及时切除故障，防止故障扩大化。

小电流接地系统中发生单相接地时，故障电流较小，三相线电压仍保持平衡，因此故障后能维持运行一段时间，但也加大了故障线路识别的难度。此外，中性点经小电阻接地系统在发生高阻接地故障时，故障电流随过渡电阻的增大而减小，也存在故障线路识别困难的问题。

传统的单相接地故障选线方法有幅值法、零序功率法、零序导纳法、谐波分析法、负序电流法、注入法、首半波法、S变换法、小波变换法等，上述方法的效果受到电网拓扑结构、故障发生时间、过渡电阻阻值、测量装置精度、算法用时等因素的影响，在实际运用中故障误判率和线路误选率较高，甚至可能完全失效。因此，目前生产中还是主要采用原始的人工拉闸的方式来选择和切除故障。此外，目前的诸多方法仅仅能够判断出发生单相接地故障的线路，不能识别单相接地故障的故障类型。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于超低频信号的接地故障线路及类型识别方法和装置，其目的在于解决现有的接地故障选线方法不准确且不能识别单相接地故障的故障类型的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于超低频信号的接地故障线路及类型识别方法，包括以下步骤：

S1：获取各线路的零序电压超低频信号以及零序电流超低频信号；

S2：选取所述零序电流超低频信号峰值的绝对值作为对应线路的代表值，若所述代表值均小于电流阈值，则没有发生单相接地故障，否则，确定所述代表值最大的线路为故障线路，并执行步骤S3；

S3：获取所述故障线路的零序电压工频信号，从而确定故障角；

S4：基于所述故障角自适应选取超低频特征频段；

S5：计算所述故障线路在所述特征频段内零序电压信号能量与零序电流信号能量的比值，作为估算过渡电阻的特征量，并基于所述特征量确定故障类型。

进一步地，所述步骤S3中，获取所述故障线路的零序电压工频信号后，通过信号处理得到所述零序电压工频信号的实时幅值与相位；其中，信号幅值突变最大时对应的相位为发生单相接地故障时的故障角。

进一步地，所述步骤S4中，所述特征频段的下限取0，所述特征频段的上限与所述故障角对应的零序电流超低频信号的幅值的绝对值负相关。

进一步地，所述步骤S5中，

所述零序电压信号能量由以下公式计算：

所述零序电流信号能量由以下公式计算：