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配电线路故障诊断技术,三相电压电流的10kV配电线路断线判定方法

作者:电网数字化

配电网一般是指35kV及以下电压等级的电网,作用于城市的各种配电站和各类用电负荷的供电。目前,我国大部分城市配电线路都采用10kV电压电平向用户供电。配电线路分布广泛,总长度长,但运行环境恶劣,容易因雷击、机械外力和线路负载过载而断线,严重威胁到供电的安全性和可靠性。断线后,系统的电压质量会明显受到影响,系统的三个相对对称性被破坏,还可能造成电机因缺相运行而烧毁,大大降低了设备的使用寿命。此外,断开连接后将有很大可能继续发生各类接地故障,从而很可能引起火灾,甚至触电人与动物,造成难以挽救的后果。

现有技术通过分析配电网单相断线故障时系统分布负序电流规律,系统故障后的负序电流大多由故障点通过故障线流向供电,而不是故障线的负序电流相位较小, 作为故障选择的理论依据,故障相电流绝对差值最大和最小差值在三相处理结果中最大,可以初步确定故障相位,然后取半周波负序电流和故障相电压乘积随时间的积分值以能量为单位进行测量, 而动作由最大能量测量决定,避免其他馈线单相断裂的故障。

现有技术针对10kV架空线路辐射样拓扑特性,采用故障分量法对单相断线失效的负序电压分布进行分析,提出一种基于单相断线的负序电压幅值判断。结合负载监测点到电源点的最小路径分析,提出基于负载监测的单相故障的故障区域确定方法,通过确定发生单相断断故障的可能区域和不可能区域,同时将两个区域用作差分集,得到最小故障区域。

上述技术中的故障分析和故障检测定位方案具有以下缺点:

(0006)(1)以上文献针对单相故障提出处理,附加接地故障,特别是多相故障缺乏充分分析,解解相对单一,且难以判断故障类型;

(0007) (2)以检测负序电流电压为依据进行测定,需要增加设备在负载侧,增加投资和设备运维工作量;

(0008)通过比较电压电流相差作为判断的依据,在特殊负载类型容易造成误判的情况下,可靠性难以保证;

(0009)(4)通过划分区域来确定故障位置仍难以准确确定故障区域,需要辅助人工检查来确定具体的故障点。

问题拆分

这些包括:获取配电网各节点的电压和电流信息,根据收集的配电网电流信息确定故障线路,确定故障线是否为断线,确定是单相故障还是多相故障,确定单相或多相故障的具体故障类型,通过比较每个节点的电压信息确定具体故障区域。 向后。本发明的有益效果是:通过采集电压电流信息,不仅可以确定单相断线及其接地复杂故障,而且可以准确检测和定位多相断线及其接地复杂故障,缩短了处理故障的时间。

解决问题

提出一种基于三相电压电流的10kV配电线路故障确定方法,该方法仅依靠现有设备上的信息,不增加新设备;

配电线路故障诊断技术,三相电压电流的10kV配电线路断线判定方法

[0007] 为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

基于三相电压电流的10kV配电线路故障确定方法包括:

配电线路故障诊断技术,三相电压电流的10kV配电线路断线判定方法

(0013) (1)获取配电网各节点的电压和电流信息;

(0014)(2)根据收集到的配电网电流信息确定故障线,并确定故障线是否为故障,如果是,则进入下一步,否则,结束;

(0015) (3)判断故障类型为单相断线故障或多相断线故障;

(0016)(4)根据故障前相电压的有效值、故障后电源侧母线的有效值与电压调整值之间的关系,确定单相断线故障的具体故障类型;

根据故障前相电压的有效值、故障后电源侧母线各相电压的有效值、故障后负载侧的相对电压与电压调整值的关系,确定多相断线故障的具体故障类型;

(0018)(6)通过比较各节点的电压信息向前或向后是否一致,确定具体的故障段。

配电线路故障诊断技术,三相电压电流的10kV配电线路断线判定方法

[0017] 进一步地,在步骤(2)中,如果配电线路出现三相电流损耗或三相电流全部减小,则将配电线路确定为故障线;

当故障线上出现至少一相电流的绝对值小于电流调整阈值时,断层线被确定为故障。

此外,在步骤(3)中,

如果同时满足以下条件,则判断为单相中断故障:

其中一相的当前有效值的绝对值不大于当前调整阈值;

其他两相的电流有效值的绝对值相等,其值介于,IN为电流前的有效值栅;

另外两相电流相位角的差值是电流的电流在电流的两相之间两相的电流在两相之间的电流的两相之间的电流的两相之间的电流的两相之间的电流的120度, 180度。

如果故障线三相电流的有效值相等,且绝对值不大于电流调整阈值,则确定发生多相中断故障。

配电线路故障诊断技术,三相电压电流的10kV配电线路断线判定方法

[0017] 进一步地,步骤(4)中,所述单相故障特定故障类型的确定方法为:

1)判断是否存在零相电压,如果没有,则确定为单相断开两端的悬架故障,电压上升的一相确定为故障相位;

2)判断电源的相位在供电侧还是负载侧为零,如果在电源侧,则确定为单相断开线路加电源侧接地故障,电压为零相确定为故障相位;

另外,步骤(5)中具体故障类型、多相断线故障包括:两相断线不接地故障、两相断线加电源侧一相接地故障、两相断线加负载侧一相接地故障、三相故障。

此外,在步骤(5)中,

如果故障线满足的三相电流小于电流调整阈值,并且相电压降至0,则确定负载侧电压是否降低到0:

如果负载侧电压降至0,则可确定负载侧一相断线加负载侧接地故障,电源侧电压非0两相故障;

如果负载侧电压不是0,则确定一条两相断线加上一路电源侧单相接地故障,电源侧电压和负载侧电压不同于两相的故障相位。

此外,在步骤(5)中,

如果故障线满足三相电流小于电流调整阈值,且无单相电压为0;

此外,在步骤(5)中,

如果负载侧的相电压降至0,则电源侧电压保持不变,则确定为三相断路故障。

进一步地,确定具体故障段的方法是:

如果电源侧的电压变化超过设定阈值,则从电源侧节点向后看故障点,首先比较电源侧节点后的第一节点电压和第二节点电压,如果两者一致,则比较电源侧节点后的第二节点电压和第三节点电压, 直到发现两个节点的电压信息不一致,然后确定两个节点之间的势垒点是否位于该节点之间;

如果电源侧总线的电压变化没有超过设定的阈值,那么故障后负载侧的电压变化就会超过设定的阈值,此时从负载侧看向故障点,找出相邻节点电压信息不一致的两个节点, 然后确定故障点位于两个节点之间。

[0007] 本发明的有益效果是:

[0005] 本发明的原理简单易行;无需额外设备,成本低,不增加运维工作量;

通过采集电压电流信息,不仅可以对单相断线及其接地复杂故障进行判定,还可以对多相断线及其接地复杂故障进行准确检测和定位,缩短故障处理时间。

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