基于多源数据采集及融合分析的接地故障研判方法与流程

专利检索2025-12-31  3

本发明属于电网故障检测技术领,具体涉及基于多源数据采集及融合分析的接地故障研判方法。


背景技术:

1、由于配电网易受外界条件以及城市建设等因素的影响,故障发生率相对较高。为此,配电线路上安装了大量的自动化开关,以实现故障的就地隔离和非故障区域的快速复电。

2、但是,中压配电网多为小电流接地系统,接地故障特征微弱,接地故障的类型多,自动化开关在接地保护功能上实际效果不理想,与此同时,自动化开关只能实现故障区间定位,无法对其故障点精确定位,无法用统一的算法来实现所有故障检测。


技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种基于多源数据采集及融合分析的接地故障研判方法,该研判方法结合相不对称法、首半波法、零序电流稳态相角判接地故障算法,综合利用电流、电压的相位差和幅值变化、半波法波形的特征、零序电流的特征来判断电力系统的接地故障情况。

2、本发明的技术方案是:

3、基于多源数据采集及融合分析的接地故障研判方法,包括如下步骤:

4、s1.采集电流和电压数据:通过电流传感器和电压传感器设备,实时采集三相电流和电压的实际数据,以及零序电流和零序电压的实际数据;

5、s2.相不对称检测:利用相不对称法对电流和电压进行分析,判断是否存在相不对称情况;

6、s3.首半波法判断:通过检测和分析首个半波波形的特征,判断接地故障的存在及类型;

7、s4.零序电压、零序电流稳态相角判接地故障:根据零序电压、零序电流的稳态相角的大小和正负,判断接地故障类型和位置;

8、s5.综合判断:综合考虑三种方法的判断结果,通过逻辑判断和规则确定电力系统的接地故障情况。

9、具体的,所述的相不对称检测包括如下步骤:

10、s2-1.采集电流和电压数据:通过电流传感器和电压传感器设备,实时采集三相电流和电压的实际数据;

11、s2-2.对称分解:应用对称分解公式,将采集的三相电流和电压分解为正序分量、负序分量和零序分量,正序分量代表对称成分,负序分量代表非对称成分,零序分量代表系统的共模成分;

12、s2-3.判定相不对称:通过比较正序分量和负序分量的大小,判定系统是否存在相不对称,如果负序分量较大,则表示系统存在相不对称。

13、具体的,所述的首半波法判断包括如下步骤:

14、s3-1.采集电流或电压数据,通过电流传感器或电压传感器装置,实时采集电流或电压的实际数据;

15、s3-2.对采集到的波形数据进行处理,获取首个半波的波形特征;

16、s3-3.判断接地故障:根据首个半波的波形特征来判断接地故障的存在及其类型;

17、s3-4.确认接地故障位置:根据电力系统拓扑结构和接地故障的影响,确定接地故障发生的位置。

18、具体的,所述的零序电压、零序电流稳态相角判接地故障具体包括如下步骤:

19、s4-1.采集零序电压和零序电流数据:通过电压传感器和电流传感器装置,实时采集系统中的零序电压和零序电流的实际数据;

20、s4-2.稳态相角计算:计算采集的零序电压和零序电流的稳态相角;

21、s4-3.相角判定:根据稳态相角的大小和正负来判断接地故障类型和位置;

22、s4-4.确定接地故障位置:根据系统拓扑结构和接地故障的影响,确定接地故障发生的位置。

23、具体的,所述的步骤s4-3相角判定的具体方法如下:

24、a如果零序电压和零序电流的稳态相角接近180度,且处于同一侧,说明存在单相接地故障;

25、b如果零序电压和零序电流的稳态相角接近0度,说明存在三相接地故障;

26、c如果零序电压和零序电流的稳态相角在0度和180度之间,说明存在双相接地故障。

27、具体的,所述的步骤s3-3中,判断接地故障采用零序电压差分计算后乘以零序电流得到无功方向来判断是否存在接地故障,无功方向为负时存在接地故障。

28、本发明的有益效果是:本发明通过结合相不对称法、首半波法和零序电压、零序电流稳态相角判接地故障算法,综合利用电流、电压的相位差和幅值变化、首半波以及零序电压、零序电流的特征来判断电力系统的接地故障情况。

29、所采用的相不对称法基于对三相电压和电流通过对称分解的方式,将非对称的三相系统转化为三个相对独立的对称系统进行分析。通过分析对称系统的特征,可以得到原始系统中相不对称的信息,相不对称法可以快速定位。

30、首半波法基于电力系统发生接地故障时,电压或电流波形的变化特点。当系统发生接地故障时,波形的首个半波通常会呈现明显的畸变。通过检测和分析半波波形的特征,可以判断接地故障的存在及其类型。

31、零序电压和零序电流在电力系统中是用于判断接地故障情况的重要参数。当系统存在接地故障时,通常会引起零序电压和零序电流的产生。通过对零序电压和零序电流的稳态相角进行判断,可以确定接地故障类型和位置。

32、本发明将相不对称法、首半波法和零序电压、零序电流稳态相角判接地故障算法结合起来,可以提高对电力系统接地故障情况的判断准确性和可靠性;相不对称法用于检测电流和电压的相不对称情况,首半波法通过检测和分析半波波形的特征,可以判断接地故障的存在及其类型,零序电压、零序电流稳态相角判接地故障算法用于确定接地故障类型和位置。对于复杂的电力系统和故障情况,综合多种方法和故障检测手段,提高判断的准确性和可靠性。



技术特征:

1.基于多源数据采集及融合分析的接地故障研判方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述基于多源数据采集及融合分析的接地故障研判方法,其特征在于,所述的相不对称检测包括如下步骤:

3.根据权利要求1所述基于多源数据采集及融合分析的接地故障研判方法,其特征在于,所述的首半波法判断包括如下步骤:

4.根据权利要求1所述基于多源数据采集及融合分析的接地故障研判方法,其特征在于,所述的零序电压、零序电流稳态相角判接地故障具体包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述基于多源数据采集及融合分析的接地故障研判方法,其特征在于,所述的步骤s4-3相角判定的具体方法如下:a如果零序电压和零序电流的稳态相角接近180度,且处于同一侧,说明存在单相接地故障;

6.根据权利要求3所述基于多源数据采集及融合分析的接地故障研判方法,其特征在于,所述的步骤s3-3中,判断接地故障采用零序电压差分计算后乘以零序电流得到无功方向来判断是否存在接地故障,无功方向为负时存在接地故障。


技术总结
本发明属于电网故障检测技术领,具体涉及基于多源数据采集及融合分析的接地故障研判方法,包括如下步骤:采集三相电流和电压的实际数据以及零序电流和零序电压的实际数据;相不对称检测:利用相不对称法对电流和电压进行分析,判断是否存在相不对称情况;首半波法判断:通过检测和分析首个半波波形的特征,判断接地故障的存在及类型;零序电压、零序电流稳态相角判接地故障:根据零序电压、零序电流的稳态相角的大小和正负,判断接地故障类型和位置;综合判断:综合考虑三种方法的判断结果,通过逻辑判断和规则确定电力系统的接地情况,利用电流、电压的相位差和幅值变化、半波法波形的特征、零序电流的特征来判断电力系统的接地故障情况。

技术研发人员:张晓东,施学昭,柴冰,赵志健,成艳龙,李沛霖,梁继元,管锦涛,杜映辉,李浩然,刘现伟
受保护的技术使用者:国网河南省电力公司周口供电公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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