一种同步工频离散值单相接地故障相判断的方法与流程

1.本发明涉及单相接地故障识别领域，尤其是涉及一种同步工频离散值单相接地故障相判断的方法。


背景技术：

2.傅里叶变换是当前幅值、相位计算最准确的方法，但至少需要半个周波(10ms)的采样值才能计算，然而间歇性弧光单相接地燃弧时间绝大多数≤半个周波，因此傅里叶变换计算的误差极大，严重影响故障判断；还有弧光接地时弧道阻抗是一个不断变化的值，这两个因素就是目前小电流选线不准确的原因。
3.针对傅里叶变换计算存在的问题，首先依据三相电压计算燃弧熄弧时间的方法，将燃弧、熄弧过程的时间区分；然后计算出单相接地时的工频离散值，并根据所计算同步工频离散值判断准确判断故障相，再根据燃弧期间的零序电流计算准确判断单相接地故障，其判断过程繁杂，且存在判断误差较大的问题；因此本发明提出一种同步工频离散值单相接地故障相判断的方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.为了解决现有傅里叶算法判断过程繁杂，判断误差较大的问题，本发明提供一种同步工频离散值单相接地故障相判断的方法。
5.本发明提供的一种同步工频离散值单相接地故障相判断的方法采用如下的技术方案：
6.一种同步工频离散值单相接地故障相判断的方法，包括如下步骤，
7.步骤1：根据单相接地时，各工频电压幅值关系，计算得到超前相、故障相和滞后相的工频有效值数据，并将对应数据整理成表格1如下；
8.θu0u
δugjuqjuhj0°
57.74100.0099.970.0099.9710
°
56.8698.48103.8210.0293.8420
°
54.2593.97105.2119.7385.7930
°
50.0086.60104.0528.8576.3540
°
44.2376.60100.4137.0966.3350
°
37.1164.2894.4744.2056.9460
°
28.8750.0086.5749.9749.9770
°
19.7534.2077.2254.2247.4880
°
10.0317.3767.2156.8250.4389
°
1.011.7558.5857.6956.8490
°
0.000.0057.7057.7057.70
9.表格1
10.根据采样值计算三相电压及开口三角电压幅值，根据表格1，初步判断故障相，以及θ值；
11.步骤2：根据步骤1计算的故障相及θ值，依据下列公式计算该单相接地电压同步离散值：
[0012][0013][0014][0015][0016][0017][0018][0019]
计算得出对应θ角度下的同步在一个正弦波下，即0-360
°
范围内，各相电压的同步离散值；
[0020]
其中u0、u
δ
、u
gj
、u
qj
、u
hj
均分别为各对应θ值下单相接地电压工频有效值；
[0021]
步骤3：通过实际采样值与计算同步离散值进行对比，一个周波不小于1ms时间，实际采样值与计算值误差≤10％，则第一步判断的故障相正确，否则故障相判断错误；故障相判断错误时，则在下一个周波从步骤1开始计算判断。
[0022]
优选的，实际采样值与计算值误差≤10％的时间段为燃弧时间段，实际采样值与计算值误差＞10％的时间段为熄弧时间段。
[0023]
优选的，所述单相接地的各电压工频有效值细化缩略表格2如下：
[0024][0025]
表格2。
[0026]
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
[0027]
通过采样值计算三相电压及开口三角电压幅值判断故障相以及θ值，随后依据故
障相、θ值计算单相接地电压同步离散值，通过同步离散值和采样值进行对比，依据数值误差大小判断故障相是否正确，以此提升单相接地故障相判断的便捷性。
附图说明
[0028]
图1是发明实施例的单相接地电压矢量关系图。
[0029]
图2是发明实施例的单相接地各工频电压幅值关系图。
[0030]
图3是发明实施例的实际测量值图。
[0031]
图4是发明实施例的计算的非工频暂态量图。
[0032]
图5是发明实施例的计算的工频量图。
[0033]
附图标记说明：h、滞后相；q、超前相；g、故障相；j、接地点；u0、中性点对地电压；uh、滞后相相电压；ug、超前相相电压；uq、故障相相电压；u
hj
、滞后相对地电压；u
gj
、超前相对地电压；u
qj
、故障相对地电压。
具体实施方式
[0034]
以下结合附图1-5对本发明作进一步详细说明。
[0035]
实施例一：
[0036]
参照图1-5，一种同步工频离散值单相接地故障相判断的方法，其特征在于：包括如下步骤，
[0037]
1)根据单相接地时，各工频电压幅值关系，计算得到超前相、故障相和滞后相的工频有效值数据，并将对应数据整理成表格1如下；
[0038][0039][0040]
表格1
[0041]
单相接地的各电压工频有效值细化缩略表格2如下：
[0042][0043]
表格2
[0044]
根据采样值计算：u
δ
＝86v，ua＝76.3v，ub＝104v，uc＝28.2v，基本满足θ＝30
°
，故障相为b相，超前相为b相，a相为滞后相；
[0045]
2)单相接地电压同步离散值计算，
[0046][0047][0048][0049][0050][0051][0052][0053]
计算得出对应θ角度下的同步在一个正弦波下，即0-360
°
范围内，各相电压的同步离散值；
[0054]
其中u0、u
δ
、u
gj
、u
qj
、u
hj
均分别为各对应θ值下单相接地电压工频有效值；
[0055]
在θ＝30
°
时，有：
[0056][0057][0058]
[0059][0060][0061][0062][0063][0064][0065]
此时从0～360
°
之间离散值如下表：
[0066][0067][0068]
在20
°
～90
°
实际采样值与计算值误差≤10％，故障相判断正确，故障相为b相。
[0069]
还可以进一步验证：
[0070]
从0～360
°
之间离散值细化缩略表如下：
[0071][0072]
参照图3-5，1)故障相的判断，图3为实际测量值，图4为通过计算的非工频暂态量，图5为通过计算的工频量，依据工频量判断故障相；
[0073]
在对在20
°
～90
°
期间，验证实际采样值与计算值误差是否≤10％，来判断故障相判断正确，故障相为b相。
[0074]
2)故障定位
[0075]
依据电压计算燃弧熄弧时间，根据燃弧期间对实测零序电流进行计算分离出工频零序电流离散值，然后实现故障定位。
[0076]
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0077]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种同步工频离散值单相接地故障相判断的方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤1：根据单相接地时，各工频电压幅值关系，计算得到超前相、故障相和滞后相的工频有效值数据，并将对应数据整理成表格1如下；θu0u
δ
u
gj
u
qj
u
hj0°
57.74100.0099.970.0099.9710
°
56.8698.48103.8210.0293.8420
°
54.2593.97105.2119.7385.7930
°
50.0086.60104.0528.8576.3540
°
44.2376.60100.4137.0966.3350
°
37.1164.2894.4744.2056.9460
°
28.8750.0086.5749.9749.9770
°
19.7534.2077.2254.2247.4880
°
10.0317.3767.2156.8250.4389
°
1.011.7558.5857.6956.8490
°
0.000.0057.7057.7057.70表格1根据采样值计算三相电压及开口三角电压幅值，根据表格1，初步判断故障相，以及θ值；步骤2：根据步骤1计算的故障相及θ值，依据下列公式计算该单相接地电压同步离散值：值：值：值：值：值：值：计算得出对应θ角度下的同步在一个正弦波下，即0-360
°
范围内，各相电压的同步离散值；其中u0、u
δ
、u
gj
、u
qj
、u
hj
均分别为各对应θ值下单相接地电压工频有效值；步骤3：通过实际采样值与计算同步离散值进行对比，一个周波不小于1ms时间，实际采样值与计算值误差≤10％，则第一步判断的故障相正确，否则故障相判断错误；故障相判断错误时，则在下一个周波从步骤1开始计算判断。2.根据权利要求1所述的一种同步工频离散值单相接地故障相判断的方法，其特征在
于：实际采样值与计算值误差≤10％的时间段为燃弧时间段，实际采样值与计算值误差＞10％的时间段为熄弧时间段。3.根据权利要求1所述的一种同步工频离散值单相接地故障相判断的方法，其特征在于：所述单相接地的各电压工频有效值细化缩略表格2如下θu0u
δ
ugjuqjuhj057.74100.0099.970.0099.97157.7399.980.031.010.03257.7099.940.002.010.00357.6699.860.043.020.04
┇┇┇┇┇┇
882.023.4955.6857.6655.68891.011.7556.6957.6956.69900.000.0057.7057.7057.70表格2。

技术总结
本发明涉及单相接地故障识别技术领域，且公开了一种同步工频离散值单相接地故障相判断的方法，包括如下步骤，根据采样值计算三相电压及开口三角电压幅值，根据表格，初步判断故障相，以及θ值；根据步骤1计算的故障相及θ值，依据公式计算该单相接地电压同步离散值；通过实际采样值与计算同步离散值进行对比，判断的故障相正确与否；故障相判断错误时，则在下一个周波从步骤1开始计算判断；本方案，通过采样值计算三相电压及开口三角电压幅值判断故障相以及θ值，随后依据故障相、θ值计算单相接地电压同步离散值，通过同步离散值和采样值进行对比，依据数值误差大小判断故障相是否正确，以此提升单相接地故障相判断的便捷性。以此提升单相接地故障相判断的便捷性。以此提升单相接地故障相判断的便捷性。


技术研发人员：杨伟荣 侯营 孙淼 阮跃林 李滔 唐建忠 何燕 张蓉 苏江云 朱晓红 付骁 严飞 陈德凯 张安斌 李盼盼 甘平 季恺薇珈
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司曲靖供电局
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/20