基于区段瞬时功率的配网线路故障区段定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及配电网线路故障诊断方法，具体是一种基于区段瞬时功率的配网线路 故障区段定位方法。
【背景技术】
[0002] 据统计，电力系统在运行过程中，由配网故障造成的停电事故约占总停电事故的 95%以上，其中70%的事故由单相接地故障或母线故障引发。而国内外配网中性点广泛采 用非有效接地（小电流接地）方式，以避免发生单相接地故障时引起供电中断。对于配网 的单相接地故障，由于故障特征量微弱，一直缺乏可靠的故障选线和定位方法。随着人们对 配网自动化水平要求的提高，更加迫切需要从根本上解决配网的故障定位问题。
[0003] 目前国内外学者提出的故障定位方法大致分为两类：一是注入信号法，二是基于 故障特征量的区段定位。注入信号法包括"S"注入法、交直流综合注入法和并联中电阻法， 该类方法增大了对系统的干扰，且不能检测瞬时性和间歇性接地故障。基于故障特征量的 区段定位包括零模电流比较法、区段零序导纳法、零序无功功率方向法、基于相电流突变量 的定位、残留增量法、行波法等，该类方法存在特征量获取困难、信号精确同步困难等关键 性问题，且部分方法在高阻接地时可靠性极低。
[0004] 目前定位方法均只利用故障发生后的数据，而忽略了对故障前信息的利用。同时， 大多数定位方法只考虑零序电流?目息（需要二相?目息），对互感器要求尚，?目息获取复杂， 且这些方法在数据缺相的情况下将会失效。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出了一种基于区段瞬时功率的配 网线路故障区段定位方法。
[0006] 本发明的原理：
[0007] 在连续时间域内，区段瞬时功率定义为
[0008] ΔρΑ(?) = p1A(t)-p2A(t) =u1A(t) · i1A(t)-u2A(t) · i2A(t)
[0009] 式中，ukA(t)、ikA(t)分别为检测点k(k = 1、2)处故障相相电压和相电流。其中， 瞬时功率可分解为交流分量和直流分量
[0010] ^pΛ{t) = Ap A{t)
[0011] 以下推导 ΔρΑ(?)直流分量特征。令 Au(t) = u1A(t)+u2A(t), Δ i (t)= i1A(t)+i2A(t)，则
[0012] ΔρΑ(?) = u2A(t) · Δ i (t)+i2A(t) · Au(t) + Au(t) · Δ i (t) (I)
[0013] 式中，第三项相对于前两项为高阶无穷小，可忽略不计。
[0014] 1)对于非故障区段（图1)，Λ i(t)为区段对地电容电流。下面分析式⑴前两 项的数量级大小。
[0015] 区段两端电流差的幅值其中b为线路Ikm的电纳，数量级约为 10'因此区段两端电流差幅值的数量级约为l(T 5(kA)。
[0016] 由于潮流计算的对象是三相对称运行的线路，分析过程中将三相简化为一相，因 此该部分理论对单相线路同样适用。设U 2a的相角为0°，区段两端电压差可根据潮流计算 相关理论计算得出
【主权项】
1. 一种基于区段瞬时功率的配电网线路故障区段定位方法，其特征在于，所述方法包 括以下步骤： 步骤S1，根据各检测点测量到的相电压电流数据，计算正常运行情况下的各区段瞬时 功率直流分量; 步骤S2,确定故障相和故障时刻tf; 步骤S3,首先，选取检测装置[tf，tf+0. 04s]区间内共2N个点的故障相电压、相电流波 形数据，计算各区段瞬时功率￥ ,(々)，k= 0, 1，…，N，公式如下：
式中：uM(n)和iM(n)为检测点j测量到的故障相电压和故障相电流采样序列，N为一 个工频周期数据点，k= 0, 1，...j,...N，k表示一周期内数列下标； 然后，求瞬时功率直流分量最大值△Pm,、=max; 步骤S4,根据瞬时功率直流分量增大倍数判断各区段是否为故障区段，即当瞬时功率 直流分量增大倍数△&,、/△瓦>1,，则判断为故障区段，反之则为非故障区段； 步骤S5,根据各检测点分布，遍历直到找出故障区段为止。
2. 根据权利要求1所述的配电网线路故障定位方法，其特征在于，所述步骤S2包括： 当检测到接地故障的发生后，根据相电压变化规律，选出故障相即接地相，根据相电压 突变时刻或消弧装置功率突变时刻确定故障时刻tf。
3. 根据权利要求1所述的配电网线路故障定位方法，其特征在于所述步骤S4中Ksrt为 人为设置的动作阈值，取1~3。
【专利摘要】本发明公开了一种基于区段瞬时功率的配网线路故障区段定位方法，对于非故障区段，其区段瞬时功率直流分量在正常运行及故障发生过程中几乎保持不变，且数值为一极小的正数；对于故障区段，区段瞬时功率直流分量变化趋势为先增后减，且在故障发生至消弧线圈动作且输出稳定补偿电流时段内达到最大值；因此根据瞬时功率直流分量在故障发生后的增大倍数可判断故障区段，实现故障定位。本发明利用故障发生及消弧装置动作全过程的波形数据，避免采用零序电流，可很好解决目前普遍存在的小电流接地系统单相接地故障时故障电流微弱、可靠性差、灵敏度低的问题，同时不会对系统引入干扰。
【IPC分类】G01R31-08
【公开号】CN104808112
【申请号】CN201510210538
【发明人】刁慕檩, 李广林
【申请人】上海载物能源科技有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月28日