本發明涉及一種基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法、系統及存儲介質,屬于配電網。
背景技術:
1、10?kv配電網普遍采用中性點不接地或中性點經消弧線圈接地的方式。當電網發生單相接地故障時,故障相對地電壓會降低,非故障相對地電壓則會上升。電壓的變化幅度與接地方式密切相關,對于金屬性接地故障,故障相對地電壓將降至接近零,而非故障相對地電壓則會上升至接近線電壓的水平。由于非故障相對地電壓的升高,如果故障持續時間過長,可能會導致非故障相的絕緣薄弱點發生對地擊穿,進而形成相繼接地故障。
2、針對小電流接地系統的相繼接地故障識別的問題,目前的解決方法有零序導納變化檢測法,計算導納的復雜度隨著系統規模的增大而增大,且耗時長,并且利用人工智能的方法識別相繼接地故障的預處理過程復雜。
技術實現思路
1、本發明的目的在于克服現有技術中的不足,提供一種基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法、系統及存儲介質,計算的復雜程度不隨系統規模的增大而增大,提升相繼接地中后發高阻故障識別準確性。
2、為達到上述目的,本發明是采用下述技術方案實現的:
3、第一方面,本發明提供一種基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法,包括:
4、實時獲取系統內母線的零序電壓和除母線外所有饋線的零序電流;
5、監測母線的零序電壓是否超出預設閾值或零序電壓突變量是否超過設定范圍,若母線零序電壓超出預設閾值或零序電壓突變量超過設定范圍,則判斷為系統存在單相接地故障,并進行相繼接地故障檢測:
6、利用暫態能量法檢測第一次單相接地故障所在饋線,并在檢測完成后開始計時;在計時過程中檢測第二次單相接地故障所在饋線,直至檢測到第二次單相接地故障所在饋線或時間累積達到預設時間閾值時停止計時,若時間累積達到預設時間閾值則判斷為僅存在一條故障饋線。
7、進一步的,若母線零序電壓未超出預設閾值且零序電壓突變量未超過設定范圍,則判斷為系統無接地故障。
8、進一步的,所述預設閾值采用零序電壓啟動值,所述零序電壓突變量為一時間間隔內的零序電壓變化量。
9、進一步的,所述零序電壓啟動值取值為0.1倍的額定電壓,所述時間間隔取1ms。
10、進一步的,所述利用暫態能量法檢測第一次單相接地故障所在饋線,包括:
11、獲取除母線外所有饋線的暫態能量增量;
12、若除母線外所有饋線中存在饋線的暫態能量增量為負數,則所有暫態能量增量為負數的饋線中暫態能量增量絕對值最大的饋線為第一次單相接地故障所在饋線;
13、若除母線外所有饋線的暫態能量增量均為正,則母線為第一次單相接地故障所在饋線。
14、進一步的,所述暫態能量增量由該線路首段的電功率乘以短時時間得到。
15、進一步的,所述第二次單相接地故障所在饋線的檢測方法包括:
16、s1、利用db5小波基函數對除母線外所有饋線的零序電流進行分解得到各個饋線的d4細節系數;
17、s2、將d4細節系數作為構造小波包面積系數和選線判斷系數的信號來源,計算得到各個饋線的選線判斷系數;
18、s3、當選線判斷系數超過設定判斷閾值時,記錄該選線判斷系數及其對應采樣時刻;
19、s4、重復s3,直至所有饋線的選線判斷系數遍歷完成,所有記錄下的選線判斷系數對應采樣時刻構成集合;
20、s5、將集合中最小采樣時刻對應的饋線作為第二次單相接地故障所在饋線。
21、進一步的,所述利用db5小波基函數對除母線外所有饋線的零序電流進行分解得到各個饋線的d4細節系數的表達式為:
22、;
23、其中,表示第個饋線在采樣點處的d4細節系數,表示近似系數索引,表示近似系數索引數量,g[·]表示的高通濾波器處理,表示第三層細節系數。
24、進一步的,所述將d4細節系數作為構造小波包面積系數和選線判斷系數的信號來源,計算得到各個饋線的選線判斷系數,包括:
25、;
26、;
27、;
28、其中,表示第個饋線在采樣時刻的小波包面積系數,表示第個饋線在采樣點處的d4細節系數,表示第個饋線在采樣點處的d4細節系數,表示交流電在一個正弦波周期內的采樣點總數,表示采樣頻率,表示第個饋線在采樣時刻的選線判斷系數, t表示采樣周期。
29、第二方面,本發明還提供一種基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測系統,包括:
30、饋線數據采集模塊,被配置用于實時獲取系統內母線的零序電壓和除母線外所有饋線的零序電流;
31、系統有無接地故障判斷模塊,被配置用于監測母線的零序電壓是否超出預設閾值或零序電壓突變量是否超過設定范圍,若母線零序電壓超出預設閾值或變化幅度超過設定范圍,則判斷為系統存在單相接地故障,并進行相繼接地故障檢測,否則判斷為系統無接地故障;
32、相繼接地故障饋線檢測模塊,被配置用于進行相繼接地故障檢測,所述相繼接地故障檢測的方法包括:
33、利用暫態能量法檢測第一次單相接地故障所在饋線,并在檢測完成后開始計時;在計時過程中檢測第二次單相接地故障所在饋線,直至檢測到第二次單相接地故障所在饋線或時間累積達到預設時間閾值時停止計時,若時間累積達到預設時間閾值則判斷為僅存在一條故障饋線。
34、第三方面,本發明還提供一種計算機可讀存儲介質,其上存儲有計算機程序,該計算機程序被處理器執行時,實現如第一方面任一項所述的基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法的步驟。
35、與現有技術相比,本發明所達到的有益效果:
36、本發明通過計算小波包面積系數構造相繼接地選線判斷系數進行故障檢測控制所需計算量較低,現有的零序導納在支路上增加旁路支路的情況下,需要對所有支路進行零序導納的計算,而本方法在零序導納在支路上增加旁路支路的情況下,和沒有增加旁路支路之前一樣。只需要計算主要支路的參數,因此本發明方法的計算的復雜程度不隨小電流接地系統規模的增大而增大,提升檢測效率的同時也有效提升了相繼接地中后發高阻故障識別準確性。
1.一種基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法,其特征在于,若母線零序電壓未超出預設閾值且零序電壓突變量未超過設定范圍,則判斷為系統無接地故障。
3.根據權利要求1所述的基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法,其特征在于,所述預設閾值采用零序電壓啟動值,所述零序電壓突變量為一時間間隔內的零序電壓變化量,其中,所述零序電壓啟動值取值為0.1倍的額定電壓,所述時間間隔取1ms。
4.根據權利要求1所述的基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法,其特征在于,所述利用暫態能量法檢測第一次單相接地故障所在饋線,包括:
5.根據權利要求4所述的基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法,其特征在于,所述暫態能量增量由該線路首段的電功率乘以短時時間得到。
6.根據權利要求1所述的基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法,其特征在于,所述第二次單相接地故障所在饋線的檢測方法包括:
7.根據權利要求6所述的基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法,其特征在于,所述利用db5小波基函數對除母線外所有饋線的零序電流進行分解得到各個饋線的d4細節系數的表達式為:
8.根據權利要求6所述的基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法,其特征在于,所述將d4細節系數作為構造小波包面積系數和選線判斷系數的信號來源,計算得到各個饋線的選線判斷系數,包括:
9.一種基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測系統,其特征在于,包括:饋線數據采集模塊,被配置用于實時獲取系統內母線的零序電壓和除母線外所有饋線的零序電流;
10.一種計算機可讀存儲介質,其上存儲有計算機程序,其特征在于,該計算機程序被處理器執行時,實現如權利要求1~8任一項所述的基于小電流接地系統的相繼接地故障饋線檢測方法的步驟。