基于相关分析的故障选线方法.doc

基于相关分析的故障选线方法.doc基于相关分析的故障选线方法
摘要：本文提出了一种新型的故障选线方法：采用相关分析原
理，根据单相接地后各条馈线相互之间的故障暂态波形的综合相关度 分析，得到按照发生接地线路的最大可能性排列的故障选线序列。并
结合变电站自动化系统提出了具体的实现方案，理论及大量的EMTP
仿真试验表明：此方法具有抗现场干扰能力强、适合各种中性点接地 方式、实现简单、选线结果正确可靠等优点。
关键词：故障选线，相关分析，小电流接地系统，波形识别
1 •引言
准确的小电流接地选线方法，可以避免非故障线路不必要的开
关操作，且保持供电的连续性。目前按照故障选线原理，可大体分为 以下三类：比幅选线方法；比相选线方法；注入法。配电网拓扑结构 的多变性，导致了任何一种比相、比幅选线方法都不能作到整体完全 可靠和有效，而注入方法附加设备过多，成本较高，对于需停电实现 的注入法选线，破坏了单相接地故障时的供电连续性。文献
The Structure of a Distribution and its Parameters
仿真故障情况考虑因素：接地电阻、故障合闸角c（（以A相电 压为基准x出线传输距离、故障点位置、故障相别、线路故障前 运行状态（由额定负荷的百分比来表示x负荷功率因数等，就各回 出线及母线单相接地故障进行了大量的仿真测试。结果表明此选线方 法在各种故障模式下都能可靠的给出选线结果，准确率为100%o表 1中示出了仿真模式中较典型的选线结果。注：表中出线长度分别表
示馈线编号为L1. L2、•・丄5的传输距离；选线序列采用馈线编号的
下标表示，其中括号内为本馈线与其他馈线的综合相关系数。
表1单相接地故障选线结果
Table 1 The Results of Detection At Phase-to-Ground Fault
Cases
另外，我们还对各出线具有不同线路参数、负荷具有一定不对 称等故障模式进行了仿真，也得到了满意的结果。而并联于母线的电 容器的投切操作不影响本选线方法的故障选线结果。
实现方案
由单相接地后的电压相量图可知，单相接地后系统出现零序电 压，因而可以据此确定系统是否发生接地故障，具有充分的可靠裕度。 但由于其突变不灵敏，且考虑到某些故障模式下，暂态过程较短，因 此采用灵敏度较高的零序电流突变量来启动选线元件，以便更准确的 捕捉暂态过程。
可以采用两种方案：分布式和集中式来具体实现选线功能，对 于集中式方案，选线功能由单独装置来实现，性能与文中分析一致, 但此方式由于集结了所有馈线的电流，现场所需电缆较多，相对成本
较高。而分布式实现方案，是将选线功能融合于目前的变电站自动化 系统中，选线功能由置于后台监控平台中的选线软件包来实现，而数 据采集由馈线上的各功能间隔来实现。此模式下，将涉及数据同步问 题，包括两个方面，一是数据窗同步，对此可将数据采集启动元件整 定的非常灵敏，保证在最苛刻故障模式下具有足够的灵敏度，再由后
台中选线程序根据零序电压决定是否收集各馈线采样数据和启动选 线功能来解决；二是采样的同步，最大误差是相差一个采样间隔，对
此仿真及实际装置试验表明，虽影响相关系数的大小，但不影响最终
选线结果的准确性。
另外，由于本文所提出的选线方案给出的按照可能性大小排列 的选线