一种配电线路接地故障行波保护方法、装置及系统与流程

本发明配电线路接地故障处理，尤其涉及一种配电线路接地故障行波保护方法、装置及系统。

背景技术：

1、配电线路(英文：distribution circuit)是指从降压变电站把电力送到配电变压器或将配电变电站的电力送到用电单位的线路。接地故障及其主要特征有如下几种：当发生一相(如a相)不完全接地时，即通过高电阻或电弧接地，这时故障相的电压降低，非故障相的电压升高，它们大于相电压，但达不到线电压。电压互感器开口三角处的电压达到整定值，电压继电器动作，发出接地信号；如果发生a相完全接地，则故障相的电压降到零，非故障相的电压升高到线电压。此时电压互感器开口三角处出现100v电压，电压继电器动作，发出接地信号；电压互感器高压侧出现一相(a相)断线或熔断件熔断，此时故障相的指示不为零，这是由于此相电压表在二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路，出现比较小的电压指示，但不是该相实际电压，非故障相仍为相电压。互感器开口三角处会出现35v左右电压值，并启动继电器，发出接地信号；由于系统中存在容性和感性参数的元件，特别是带有铁芯的铁磁电感元件，在参数组合不匹配时会引起铁磁谐振，并且继电器动作，发出接地信号。

2、行波保护是指利用输电线路发生短路时出现的电压和电流的行波特征判别故障、启动保护的一种保护措施。早期的行波保护装置遇到的最主要的问题是快速性和可靠性之间的矛盾。行波保护最大的特点就是具有快速动作的特性，然而若在动作时间内，行波保护无法区分故障、雷击和操作等各种干扰就可能导致行波保护误动作，即导致行波保护的可靠性降低。因此，如何在保证速动性的前提下提高可靠性是行波保护需要解决的关键性问题之一。进入90年代之后，随着现代电力电子技术的迅速发展，特别是dsp的出现，保护的单指令计算速度由微秒级降至纳秒级，这为行波保护的实现提供了硬件保证。

3、传统方法通常对于接地故障的反应速度可能较慢，无法实现快速保护，这可能导致故障扩大化或设备损坏。而且传统方法缺乏对数据的智能化分析，无法充分利用行波数据等高级数据分析方法，这限制了其对故障类型的准确判断和应对措施的选择。且传统方法需要大量的人力物力进行故障排查和修复，维护工作量大，效率低下。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。因此，本发明提供了一种配电线路接地故障行波保护方法，用来解决背景技术中提到的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种配电线路接地故障行波保护方法，包括：

5、采集配电线路中的配电参数，对配电线路中的所有基本线路进行行波检测，所述基本线路包括火线、零线和地线；

6、对行波检测结果数据进行分析，筛选出故障线路，执行相应的故障线路保护动作；

7、所述筛选过程为，若地线上的行波数据长时间为0时，表示地线出现断点，立刻切断配电线路相应的电源，标记当前线路为地线待维修状态；若火线上的行波数据呈下降趋势，而零线和地线上的行波数据呈上升趋势，表示火线和地线互连，立刻切断配电线路相应的电源，标记当前线路为火地线待维修状态；若零线上的行波数据呈下降趋势，而火线和地线上的行波数据呈上升趋势，且上升趋势一直保持不产生波动，表示零线和地线互连，立刻切断配电线路相应的电源，标记当前线路为零地线待维修状态；

8、对切断电源的故障配电线路类型进行接收，根据接收的故障配电线路的类型进行修复。

9、作为本发明所述的配电线路接地故障行波保护方法的一种优选方案，其中：对配电线路中的所有基本线路进行行波检测，包括：

10、将线路检测的行波信号传感器安装于配电线路两侧，启动初始化校准，设置所有安装行波信号传感器的配电线路为初始状态＝“正常”；

11、将所有配电线路中的基本线路进行分组并进行标号。

12、作为本发明所述的配电线路接地故障行波保护方法的一种优选方案，其中：对行波检测结果数据进行分析，包括：

13、所述传感器采集所有配电终端的配电线路三相的初始行波电流和工频相电压，根据采集的数据，确定当前配电线路的故障时刻和故障相。

14、作为本发明所述的配电线路接地故障行波保护方法的一种优选方案，其中：所述确定当前配电线路的故障时刻和故障相，包括：

15、将所述初始行波电流和工频相电压，记为α和β，作循环处理；

16、若循环过程中，α和β中任一一个值发生变化，则以最边界的α和β作为条件，判断当前α和β是否大于最边界的α和β；若大于，则更新α和β为最边界的α和β，计算α和β的误差，判断所述误差是否小于实际误差，若小于则得到当前配电线路的故障时刻和故障相，否则不做处理；若小于，则返回至循环过程的开始，重新执行。

17、作为本发明所述的配电线路接地故障行波保护方法的一种优选方案，其中：执行相应的故障线路保护动作，包括：

18、当触发相应的故障线路保护动作时，保护装置会发出两个信号，一个信号将筛选中标记为“待维修”的配电线路的线路进行分离，另一个信号将相应分离组别下的标号发送给配电终端；

19、将分离后的配电线路的组别以及所述组别下的标号，进行存储。

20、第二方面，本发明提供了一种配电线路接地故障行波保护装置，其包括：

21、采集模块，用于采集配电线路中的配电参数，对配电线路中的所有基本线路进行行波检测；

22、分析和保护模块，用于对行波检测结果数据进行分析，筛选出故障线路，执行相应的故障线路保护动作；

23、接收和修复模块，用于对切断电源的故障配电线路类型进行接收，根据接收的故障配电线路的类型进行修复。

24、作为本发明所述的配电线路接地故障行波保护装置的一种优选方案，其中：包括：

25、通信单元，用于连接分析模块和保护模块，同时将所述分析模块中的分析结果发送给配电终端；

26、保护动作选择和执行单元，用于根据保护模块中的故障线路类型选择和执行保护动作；

27、反馈信号接收单元，用于接收来自配电终端的反馈信号。

28、作为本发明所述的配电线路接地故障行波保护装置的一种优选方案，其中：还包括：

29、预警模块，用于根据分析模块的分析结果生成预警信号，将所述预警信号发送给配电终端；

30、存储模块，用于存储预警信号和分离后的配电线路的组别以及所述组别下的标号。

31、第三方面，本发明提供了一种配电线路接地故障行波保护系统，其包括：

32、配电终端、行波信号传感器以及配电线路接地故障行波保护装置；

33、所述配电终端，用于接收分析模块的分析结果生成的预警信号，并下发给配电线路接地故障行波保护装置，由所述配电线路接地故障行波保护装置执行相应保护动作，同时根据存储分离后的配电线路的组别以及所述组别下的标号；

34、所述行波信号传感器，用于采集所有配电终端的配电线路三相的初始行波电流和工频相电压，确定当前配电线路的故障时刻和故障相，并将结果传至分析模块。

35、作为本发明所述的配电线路接地故障行波保护系统的一种优选方案，其中：还包括：

36、配电行波信号传感器获取采集的数据，将所述数据送入配电线路接地故障行波保护装置和配电终端，所述保护装置形成双向传输，接收配电终端反馈信号的同时，传输相应的预警信号，并由配电终端进行显示。

37、与现有技术相比，发明有益效果为：本发明通过采集配电线路中的配电参数，对配电线路中的所有基本线路进行行波检测；对行波检测结果数据进行分析，筛选出故障线路，执行相应的故障线路保护动作；对切断电源的故障配电线路类型进行接收，根据接收的故障配电线路的类型进行修复；本发明通过使用划分边界误差替换赋值的方法对行波检测结果数据进行分析，确定当前配电线路的故障时刻和故障相，在不使用复杂算法的同时，可以准确的对故障类型进行判断；同时，能够确保后续执行相应的故障线路保护动作时不会出现问题，降低了故障发生概率；并且，通过将此方法集成于装置和系统，极大的节省了遇到故障时，费时费力的问题。