一種基于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障判決方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障 判決方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)的容量越來越大、對(duì)電網(wǎng)的可靠性要求越來越高、對(duì)智能化 提出更高要求。近年來，各地供電公司逐步建設(shè)了配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)提高配電網(wǎng)運(yùn)行管 理水平起到積極作用。實(shí)現(xiàn)故障的快速定位隔離是配電網(wǎng)自動(dòng)化的一項(xiàng)核心功能。
[0003] 現(xiàn)有的配電網(wǎng)接地故障類型主要包括單相接地、兩相接地短路、兩相短路和三相 短路接地等。在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，按照故障時(shí)效進(jìn)行分類，配電網(wǎng)故障可以分為瞬時(shí)性故 障（含間歇性故障）和永久性故障；按照故障現(xiàn)象進(jìn)行分類，配電網(wǎng)故障可以分為金屬性接 地故障和非金屬接地故障；按照發(fā)生故障線路數(shù)量進(jìn)行分類還可以分為單相、兩相、三相故 障。
[0004] 在以往的消弧線圈接地系統(tǒng)里，發(fā)生接地故障時(shí)，由于消弧線圈的補(bǔ)償，使得自動(dòng) 化的智能終端難以準(zhǔn)確定位故障，無法實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)隔離故障的功能，配網(wǎng)自動(dòng)化的效用大 打折扣。實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障的準(zhǔn)確判決將是配電網(wǎng)故障快速定位隔離的必要前提條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障判決 方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)故障類型的準(zhǔn)確判定。
[0006] 為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障 判決方法，包括：
[0007] 在配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)已測(cè)量的配電網(wǎng)電容值和電流值，計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)?電感電流；
[0008] 根據(jù)所述電感電流的值，控制可控電抗器向配電網(wǎng)輸出補(bǔ)償電流，并設(shè)置額定補(bǔ) 償時(shí)間；
[0009] 當(dāng)配電網(wǎng)的故障在所述額定補(bǔ)償時(shí)間內(nèi)自動(dòng)消除恢復(fù)至正常狀態(tài)時(shí)，則判定配電 網(wǎng)發(fā)生了瞬時(shí)性故障；
[0010] 當(dāng)配電網(wǎng)的故障在超過所述額定補(bǔ)償時(shí)間后仍然存在時(shí)，則判定配電網(wǎng)發(fā)生了永 久性故障。
[0011] 優(yōu)選地，所述根據(jù)電感電流的值，控制可控電抗器向配電網(wǎng)輸出補(bǔ)償電流，具體 為：采用基于短時(shí)可控電抗器的接地電阻裝置對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行零序電流補(bǔ)償；所述基于短時(shí) 可控電抗器的接地電阻裝置包括并行運(yùn)行的消弧線圈接地系統(tǒng)和小電阻接地系統(tǒng)。
[0012] 進(jìn)一步地，所述的基于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障判決方法，還包括：
[0013] 在配電網(wǎng)發(fā)生接地故障時(shí)，檢測(cè)配電網(wǎng)中性點(diǎn)電壓；若配電網(wǎng)中性點(diǎn)等效于經(jīng)過 所述消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，則判定配電網(wǎng)發(fā)生金屬性接地故障；
[0014] 若配電網(wǎng)中性點(diǎn)等效于經(jīng)過所述小電阻接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，則判定配電網(wǎng) 發(fā)生非金屬性接地故障。
[0015] 在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述的基于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障判決方法，還 包括，
[0016] 在配電網(wǎng)發(fā)生接地故障時(shí)，檢測(cè)配電網(wǎng)三相母線的對(duì)地電流、對(duì)地電壓和對(duì)地電 容；若三相電壓不平衡，且其中一相母線的對(duì)地電壓為零，另外兩相母線的對(duì)地電壓升高為 線電壓，并且，從故障點(diǎn)流出的對(duì)地電流為零，故障點(diǎn)的對(duì)地電容被短接，中性點(diǎn)發(fā)生位移 且消弧線圈兩端的電壓為零序電壓，消弧線圈接地系統(tǒng)的電感電流通過故障點(diǎn)與單一的故 障線路相通，則判定配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障。
[0017] 在又一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述的基于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障判決方法， 還包括，
[0018] 在配電網(wǎng)發(fā)生接地故障時(shí)，檢測(cè)配電網(wǎng)三相母線的對(duì)地電流、對(duì)地電壓和對(duì)地電 容；若三相電壓不平衡，且其中兩相母線的對(duì)地電壓為零，另外的一相母線的對(duì)地電壓升高 為線電壓，并且，從故障點(diǎn)流出的對(duì)地電流為零，故障點(diǎn)的對(duì)地電容被短接，中性點(diǎn)發(fā)生位 移且消弧線圈兩端的電壓為零序電壓，消弧線圈接地系統(tǒng)的電感電流通過故障點(diǎn)與兩個(gè)故 障線路相通，則判定配電網(wǎng)發(fā)生兩相接地故障。
[0019] 在又一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述的基于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障判決方法， 還包括，
[0020] 在配電網(wǎng)發(fā)生接地故障時(shí)，檢測(cè)配電網(wǎng)三相母線的對(duì)地電流、對(duì)地電壓和對(duì)地電 容；若三相電壓平衡，且配電網(wǎng)各相線路的對(duì)地電壓降低，各相流向故障點(diǎn)的電流幅值相等 且三相相位互差120度，中性點(diǎn)未發(fā)生偏移且無零序電流產(chǎn)生，則判定配電網(wǎng)發(fā)生三相接 地故障。
[0021] 本發(fā)明實(shí)施例提供的基于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障判決方法，可以在配電網(wǎng) 發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)已測(cè)量的配電網(wǎng)電容值和電流值，計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)碾姼须娏?，控制可?電抗器向配電網(wǎng)輸出補(bǔ)償電流對(duì)該電感電流進(jìn)行補(bǔ)償，根據(jù)在額定補(bǔ)償時(shí)間內(nèi)該配電網(wǎng)故 障是否自動(dòng)消除而恢復(fù)至正常狀態(tài)來區(qū)分瞬時(shí)性故障和永久性故障，從而使得配電網(wǎng)自動(dòng) 化系統(tǒng)智能地選擇故障消除方案。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，可以采用消弧線圈接地系統(tǒng) 對(duì)故障點(diǎn)電感電流進(jìn)行補(bǔ)償；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生永久性故障時(shí)，可以采用小電阻接地系統(tǒng)對(duì)故障 點(diǎn)進(jìn)行電流補(bǔ)償。
[0022] 本發(fā)明實(shí)施例還可以進(jìn)一步判斷金屬性接地故障與非金屬接地故障，以及，單相、 兩相和三相的配電網(wǎng)故障類型；此外，結(jié)合各種判斷條件，可以進(jìn)一步區(qū)分金屬性瞬時(shí)接地 故障與金屬性永久接地故障、非金屬性瞬時(shí)接地故障與非金屬性永久接地故障、金屬性單 相瞬時(shí)接地故障與金屬性單相永久接地故障等類型的故障。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的基 于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障判決方法可以準(zhǔn)確地判斷出各種配電網(wǎng)故障類型，有助于 對(duì)配電網(wǎng)故障的快速定位和配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明提供的故障前配電網(wǎng)三相的正序向量的關(guān)系圖。
[0024] 圖2是本發(fā)明提供的故障前配電網(wǎng)三相的負(fù)序向量的關(guān)系圖。
[0025] 圖3是本發(fā)明提供的故障前配電網(wǎng)三相的零序向量的關(guān)系圖。
[0026] 圖4是本發(fā)明提供的基于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障判決方法的一個(gè)實(shí)施例 的步驟流程圖。
[0027] 圖5是本發(fā)明提供的基于短時(shí)可控電抗器的接地電阻裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu) 示意圖。
[0028] 圖6是本發(fā)明提供的配電網(wǎng)單相接地故障的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖7是本發(fā)明提供的配電網(wǎng)單相接地故障的變換獲得的復(fù)合序網(wǎng)示意圖。
[0030] 圖8是本發(fā)明提供的配電網(wǎng)兩相接地故障的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖9是本發(fā)明提供的配電網(wǎng)兩相接地故障的變換獲得的復(fù)合序網(wǎng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述。
[0033] 在本發(fā)明實(shí)施例中，將配電網(wǎng)視為無限大系統(tǒng)，使用對(duì)稱分量法分析，故障前配電 網(wǎng)三相平衡。
[0034] 參看圖1，是本發(fā)明提供的故障前配電網(wǎng)三相的正序向量的關(guān)系圖。參看圖2,是 本發(fā)明提供的故障前配電網(wǎng)三相的負(fù)序向量的關(guān)系圖；參看圖3,是本發(fā)明提供的故障前 配電網(wǎng)三相的零序向量的關(guān)系圖。
[0035] 在本實(shí)施例中，使用（a)、（b)、（c)表示三組對(duì)稱向量。其中，如圖1所示，正序向 量^^、幅值相等，相位為a相超前b相120度、b相超前c相120度；如 圖2所示，負(fù)序向量夂⑵、Λ(2>幅值相等，相序與正序相反；如圖3所示，零序向量 丨》、凡⑴）、其調(diào)幅值和相位均相同。
[0036] 在利用對(duì)稱分量法對(duì)配電網(wǎng)三相的向量關(guān)系進(jìn)行分析時(shí)，利用三組對(duì)稱的向量合 成得三個(gè)不對(duì)稱的向量瓦、M、K，為：
[0037]
[0038] 其中，式子（1)中的向量a為：將式子⑴應(yīng)用至配電網(wǎng)基 頻電流，則有：
[0039]
[0040] 即將配電網(wǎng)各相電流分解成三組對(duì)稱的電流，a相分解為I義、./??:、/??)，. b相 和c相同理；其中各相正序電流互差120度，負(fù)序電流和正序相位相反，零序電流完全相位 幅值相等。由上式（2)可知，只有當(dāng)三相電流之和不等于零時(shí)才有零序分量；同時(shí)在有中性 線的星形接法中才有可能三相電流不為零，中性線中的電流為三倍零序電流，并且，零序電 流必須以中性線作為通路。
[0041] 因此，利用以上根據(jù)對(duì)稱分量法獲得的配電網(wǎng)特性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)故障類型 的準(zhǔn)確判定。
[0042] 參見圖4,是本發(fā)明提供的基于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障判決方法的一個(gè)實(shí) 施例的步驟流程圖。
[0043] 在本實(shí)施例中，所述的基于故障自適應(yīng)技術(shù)的配電網(wǎng)故障判決方法包括以下步 驟：
[0044] 步驟