一种小电流接地系统单相接地故障评估定位方法及设备与流程

allin2025-04-03  36


本发明涉及电网故障定位领域,尤其涉及一种小电流接地系统单相接地故障评估定位方法及设备。


背景技术:

1、及时准确地进行配网运行状态估计、接地故障定位及隔离是当前配网安全可靠运行亟待解决的问题,现有的各类配网在线监测装置普遍存在数据同步精度低、采样频率低、测量精度低等问题,导致配网线路状态监测实时性差、准确度低,接地故障漏判、错判时有发生。如何准确获取高精度同步测量数据、提高配网运行透明可视度,是当前配网安全可靠运行亟待解决的问题。

2、采用小电流接地方式就是因为单相接地故障时不产生损害设备安全运行的过电流从而不必跳闸停运。故障电流微弱是固有的,若使用消弧线圈,补偿后的故障线路稳态零序电流的幅值和极性都可能不再具备较强的故障特征。实现时,微弱信号提取困难,基于稳态信息的故障判据失效。另外,实际现场故障多为瞬时性或者间歇性电弧接地短路,缺少稳定的接地电流使得基于稳态电流的监测方法失去理论基础。而零序电流分量是目前己知的单相接地故障最明显的信号特征,电缆系统中可以直接利用零序电流互感器采样电缆线路的零序电流分量,针对架空线则需要装设三相电流互感器,通过三相电流合成零序电流,利用零序电流特征的前提是使用除变电站出口信号外的远端信号,且要求故障点两侧信号的高速采样精确同步,而现有的方法还无法通过零序电流对故障区段进行高精度的定位。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种小电流接地系统单相接地故障评估定位方法及设备,用于解决现有的方法还无法通过零序电流对故障区段进行高精度定位的问题。

2、本发明提供了一种小电流接地系统单相接地故障评估定位方法,包括:

3、s1:通过监测单元对小电流接地系统的零序电压进行监测,若判断发生故障则进入步骤s2,否则重复步骤s1;

4、s2:采集各检测点的零模电流,计算获得各相邻检测点之间零模电流的初始相关系数;

5、s3:对初始相关系数进行信号幅值修正,获得修正后的相关系数,将修正后的相关系数最小的相邻检测点之间的区段作为可能故障区段;

6、s4:通过bp神经网络对可能故障区段进行故障分析,获得故障区段判断结果。

7、优选的,步骤s1具体为:

8、s11:设置零序电压的故障阈值;

9、s12:监测单元实时获取小电流接地系统的零序电压;

10、s13:若零序电压大于故障阈值,则判断发生故障,进入步骤s2;否则返回步骤s11。

11、优选的:

12、修正后的相关系数γmn的表达式为:

13、

14、其中,k为采样时间序列,采样时间起始点k=1为故障发生时刻,k为零模电流的数据长度;j为检测点的编号,i0j(k)为检测点j在k采样时刻的零模电流;max()表示取最大值;m和n为相邻检测点的编号,i0m(k)和i0n(k)分别为检测点m和检测点n在k采样时刻的零模电流。

15、优选的,步骤s4具体为:

16、s41:获取可能故障区段的首端检测点零模电流和末端检测点零模电流;

17、s42:对首端检测点零模电流和末端检测点零模电流分别进行小波包分解,获得首端小波包能量集合和末端小波包能量集合;

18、s43:将首端小波包能量集合和末端小波包能量集合分别输入bp神经网络,获得首端目标值和末端目标值;

19、s44:通过首端目标值和末端目标值对可能故障区段进行判断,获得故障区段判断结果。

20、优选的,步骤s42具体为:

21、s421:对首端检测点零模电流进行三层小波包分解,获得首端检测点零模电流对应的8个小波包能量,组成首端小波包能量集合;

22、s422:对末端检测点零模电流进行三层小波包分解,获得末端检测点零模电流对应的8个小波包能量,组成末端小波包能量集合。

23、优选的,步骤s44具体为:

24、获得的首端目标值和末端目标值的取值均为0或1;

25、若首端目标值和末端目标值当中至少有一个为0,则判断可能故障区段为最终故障区段;

26、若首端目标值和末端目标值均为1,则判断可能故障区段为正常区段。

27、一种存储介质,所述存储介质存储指令及数据用于实现所述的一种小电流接地系统单相接地故障评估定位方法。

28、一种小电流接地系统单相接地故障评估定位设备,包括:处理器及存储介质;所述处理器加载并执行存储介质中的指令及数据用于实现所述的一种小电流接地系统单相接地故障评估定位方法。

29、本发明具有以下有益效果:

30、通过对相邻检测点之间零模电流的初始相关系数进行信号幅值修正,体现了信号的幅值差异对波形相似性的影响,使得修正后的相关系数更加精确。并且通对零模电流进行小波包分解,融合bp神经网络对可能故障区段作出进一步的故障判断,能够大幅提高故障判断准确率,最终有力支撑配电网单相接地故障快速隔离和大幅缩短故障抢修时间,减少电网损失,保障配电网的安全、经济运行。



技术特征:

1.一种小电流接地系统单相接地故障评估定位方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的小电流接地系统单相接地故障评估定位方法,其特征在于,步骤s1具体为:

3.根据权利要求1所述的小电流接地系统单相接地故障评估定位方法,其特征在于:

4.根据权利要求1所述的小电流接地系统单相接地故障评估定位方法,其特征在于,步骤s4具体为:

5.根据权利要求4所述的小电流接地系统单相接地故障评估定位方法,其特征在于,步骤s42具体为:

6.根据权利要求4所述的小电流接地系统单相接地故障评估定位方法,其特征在于,步骤s44具体为:

7.一种存储介质,其特征在于:所述存储介质存储指令及数据用于实现权利要求1~6任一项所述的一种小电流接地系统单相接地故障评估定位方法。

8.一种小电流接地系统单相接地故障评估定位设备,其特征在于:包括:处理器及存储介质;所述处理器加载并执行存储介质中的指令及数据用于实现权利要求1~6任一项所述的一种小电流接地系统单相接地故障评估定位方法。


技术总结
本发明提供一种小电流接地系统单相接地故障评估定位方法及设备,涉及电网故障定位领域,包括:S1:通过监测单元对小电流接地系统的零序电压进行监测,若判断发生故障则进入步骤S2,否则重复步骤S1;S2:采集各检测点的零模电流,计算获得各相邻检测点之间零模电流的初始相关系数;S3:对初始相关系数进行信号幅值修正,获得修正后的相关系数,将修正后的相关系数最小的相邻检测点之间的区段作为可能故障区段;S4:通过BP神经网络对可能故障区段进行故障分析,获得故障区段判断结果。本发明通对零模电流进行小波包分解,融合BP神经网络对可能故障区段作出进一步的故障判断,能够大幅提高故障判断准确率。

技术研发人员:詹文,张国灿,郭晗晟,蔡东林,李含天,蔡振茂,赖小养,陈纯,王猛,王善渊,胡位超,叶开发,陈永往
受保护的技术使用者:国网福建省电力有限公司晋江市供电公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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