一种基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法及系统与流程
本发明属于交流配电网永久性相间故障识别，具体涉及一种基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法及系统。
背景技术：
1、配电线路短路故障中瞬时性故障占比较高，据统计，架空配电线路超过80％以上的故障为瞬时性故障，因而在架空配电线路中广泛采用自动重合闸装置，可以在瞬时故障时快速恢复对用户的供电。近年来的数据表明，即使是对于纯电缆线路，重合闸成功率也在30％以上。显然，重合闸对于提升配电系统供电可靠性具有重要意义，但由于传统重合闸装置在重合前并不区分故障性质，当重合于永久性故障时会带来短路电流的再次冲击，有可能加重故障，导致故障扩大化，带来安全隐患。如果能在重合前识别故障性质，则有望来有效解决上述的问题。
2、就目前而言，输电网与配电网在拓扑结构、运行方式、开关类型等方面存在较大差异，使得输电网永久性故障识别技术无法直接应用于配电网中。输电网在故障后线路两端断路器跳开，将故障线路隔离。对于单相重合闸，故障线路与健全线路之间存在耦合；对于三相重合闸，输电线路两端通常存在并联电抗器，故障线路中存在明显的电气量。配电网通常采用三相自动重合闸，故障后线路单端断路器跳开，负荷侧三相线路经配电变压器相连，由于电压等级低，线路相间电容小，耦合弱，三相跳闸后电气量衰减迅速，故障的性质识别相对困难。因此，综上所述，目前在配电线路中采用分相开关并且已知故障相别的基础上，不易在重合闸前具体区分永久性故障与瞬时性故障，可能导致重合于永久性故障时会带来短路电流的再次冲击，有可能加重故障，导致故障扩大化，带来一定的安全隐患。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法及系统，以解决目前在配电线路已知故障相别的基础上，不易具体区分永久性故障与瞬时性故障，可能导致重合于永久性故障时加重故障的问题。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、本发明提供一种基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法，具体包括如下步骤：
4、s1、配电线路识别得出故障相别；
5、s2、基于故障相别，在分相开关三相合闸前，按预先设置的重合顺序，重合三相中的任一相，形成分相开关负荷侧重合相；
6、s3、选取分相开关负荷侧重合相的工频电压、电流和故障相的电压，计算得到分相开关负荷侧两相之间的相间阻抗；
7、s4、当分相开关负荷侧两相之间的相间阻抗小于预设的整定值时，则配电线路为永久性故障，否则配电线路为瞬时性故障。
8、在一些实施方式中，在s1中，配电线路采用分相开关，通过每一相开关的独立控制，从而识别出故障相别。
9、在一些实施方式中，在s2中，在分相开关三相合闸前，预先设置的重合顺序为：合闸两故障相中的超前相，在ab相间故障时合闸a相，在bc相间故障时合闸b相，在ca相间故障时合闸c相。
10、在一些实施方式中，在s3中，按照如下公式(1)来得出分相开关负荷侧的线电压：
11、
12、其中，up为负荷侧线电压，为重合相的工频电压，为一故障相的工频电压。
13、进一步地，在s3中，利用快速傅里叶变换来提取分相开关负荷侧的线电压与分相开关负荷侧重合相电流的工频相量。
14、进一步地，在s3中，按照如下公式(3)来计算得到负荷侧两相之间的相间阻抗：
15、zp＝up/in (2)；
16、其中，zp为分相开关负荷侧两相之间的相间阻抗，in为重合相的工频电流幅值。
17、在一些实施方式中，在s4中，按照如下公式(3)判断负荷侧两相之间的相间阻抗是否小于整定值：
18、zp＜zset1 (3)；
19、其中，zp为负荷侧两相之间的相间阻抗，zset1＝kstzn/1.1。
20、本发明还提供一种基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别系统，包括数据处理模块和识别模块；
21、数据处理模块能够基于分相开关负荷侧重合相的工频电压、电流和故障相的电压，计算得到分相开关负荷侧两相之间的相间阻抗；识别模块能够基于分相开关负荷侧两相之间的相间阻抗是否小于预设整定值，进而判断配电线路为永久性故障或瞬时性故障；
22、基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别系统用于以实现如上述基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法。
23、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现如上述基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法的步骤。
24、一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法。
25、与现有技术相比，本发明一种基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法及系统具有以下有益的技术效果。
26、本发明提供本发明提供一种基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法，具体包括如下步骤：s1、配电线路识别得出故障相别；s2、基于故障相别，在分相开关三相合闸前，按预先设置的重合顺序，重合三相中的任一相，形成分相开关负荷侧重合相；s3、选取分相开关负荷侧重合相的工频电压、电流和故障相的电压，计算得到分相开关负荷侧两相之间的相间阻抗；s4、当分相开关负荷侧两相之间的相间阻抗小于预设的整定值时，则配电线路为永久性故障，否则配电线路为瞬时性故障。基于上，本发明利用分相开关负荷侧电压、电流信息识别永久性故障，实现前提是配电线路采用分相开关并且已知故障相别。利用分相开关合闸一相后由负荷侧两相之间的相间阻抗大小可以区分出永久性故障与瞬时性故障。本发明可以准确地区分永久性故障与瞬时性故障，进而改善了由于重合于永久性故障时会带来短路电流的再次冲击的问题，进而在一定程度上避免了故障的加重，提升了安全系数。
27、进一步的，本发明利用分相重合的方法，合闸电流较小，不会有严重的故障电流的冲击；
28、进一步的，本发明通过采集分相开关负荷侧电压电流的工频信号，计算相间阻抗的方法，算法简单，具有可行性。
29、进一步的，本发明通过krel取值可以抵抗线路干扰，提高永久性故障识别的可靠性。
技术特征：
1.一种基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法，其特征在于，在所述s1中，配电线路采用分相开关，通过每一相开关的独立控制，从而识别出故障相别。
3.根据权利要求1所述的基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法，其特征在于，在所述s2中，在分相开关三相合闸前，预先设置的重合顺序为：合闸两故障相中的超前相，在ab相间故障时合闸a相，在bc相间故障时合闸b相，在ca相间故障时合闸c相。
4.根据权利要求1所述的基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法，其特征在于，在所述s3中，按照如下公式(1)来得出分相开关负荷侧的线电压：
5.根据权利要求4所述的基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法，其特征在于，在所述s3中，利用快速傅里叶变换来提取分相开关负荷侧的线电压与分相开关负荷侧重合相电流的工频相量。
6.根据权利要求5所述的基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法，其特征在于，在所述s3中，按照如下公式(3)来计算得到负荷侧两相之间的相间阻抗：
7.根据权利要求1所述的基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法，其特征在于，在所述s4中，按照如下公式(3)判断负荷侧两相之间的相间阻抗是否小于整定值：
8.一种基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别系统，其特征在于，包括数据处理模块和识别模块；
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法。
技术总结
本发明提供一种基于负荷侧相间阻抗的永久性故障识别方法及系统，方法为：配电线路识别得出故障相别；基于故障相别，在分相开关三相合闸前，按预先设置的重合顺序，重合三相中的任一相，形成分相开关负荷侧重合相；选取分相开关负荷侧重合相的工频电压、电流和故障相的电压，计算得到分相开关负荷侧两相之间的相间阻抗；当分相开关负荷侧两相之间的相间阻抗小于预设的整定值时，则配电线路为永久性故障，否则配电线路为瞬时性故障。本发明基于配电线路识别的故障相别，利用负荷侧两相之间的相间阻抗大小来较为准确地判断区分出永久性故障与瞬时性故障。改善了由于重合于永久性故障时可能对配电线路带来的损害，且提升了安全系数。
技术研发人员：王毅钊,常小强,刘健,张志华,王露缙,邵美阳
受保护的技术使用者：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23