本發明涉及一種架空線路故障檢測方法，尤其涉及一種單相接地故障檢測方法。

背景技術：

隨著對配網監控的需求日益增多，對單相接地故障的定位要求越來越高。現有的接地故障指示器，通過判斷接地瞬間暫態電流首半波的相位、大小和系統的五次諧波值，來判定單相接地故障是否發生，但這些方法準確度不高、系統復雜或成本比較高。

檢測單相接地故障的最有效的辦法是檢測是否有零序電流產生，而對于架空線路而言，基于現有的一般測量儀器，測量線路中的零序電流準確度不高，其中測試動態相電流、電壓和相位同步的值都會不精確，會有一定的誤差，數據誤差導致系統計算出的零序電流的有效值和相位會比線路中實際零序電流的有效值和相位大很多。另一種情況是實際線路中是三相電流平衡，由于傳感器測量帶來的數據誤差計算出有零序電流產生，使得測量儀器不精確導致的測得結果計算出有零序電流產生而出現系統誤判斷和誤保護情況。這顯然在配網監控中是不可取的。在配網線路較長和負荷較小的情況下，零序電流很小，通過傳統一般的測量儀器很難準確的檢測是否有零序電流的產生，從而無法準確有效的判斷單相接地故障的位置。

技術實現要素：

為了能夠準確、快速、低成本的測量架空線路的故障及位置，本發明提供了一種基于零序電流測量的架空線路單相接地故障檢測方法。

本發明實施例提供一種基于零序電流測量的架空線路單相接地故障檢測方法，其包括以下步驟：

S1，采集三相線路的電流和電壓數據；

S2，對上述三相線路的電流和電壓數據進行處理，獲得三相線路的電流和電壓的矢量值并計算出該三相線路的零序電流和零序電壓；

S3，將所述三相線路的電壓與一單相電壓閥值比較來判斷是否有單相接地故障發生；

S4，根據所述三相線路故障點位置前后的實時零序電流和零序電壓的相位關系來判定故障發生的位置。

本發明實施例提供一種基于零序電流測量的架空線路單相接地故障檢測方法具有以下有益效果：可以在現有一般測量儀器測試動態相電流、相電壓或同步不精確而無法判斷是否有零序電流的情況下，通過本發明方法可以快速判斷是否有單相接地故障；可以為電網節約成本，不需要價格高昂、測量準確度非常高、體積龐大、重量重的儀器設備來檢測線路中的零序電流；雙重判斷依據，使得判斷結果更準確。通過零序電流測量來進行單相接地故障判斷的同時，利用單相電壓的數據突變作為輔助判據，可以大幅度提高單相接地故障定位檢測的準確度，使搶修人員快速定位故障點；系統具有實時置零功能。如果通過雙重依據判斷出無故障情況下，系統會自動將計算的零序電流實時置零，這樣可以提高下一次系統判斷線路零序電流的準確性，也可以有效的降低因為外界和傳感器自身干擾帶來的誤報警。

附圖說明

圖1為本發明的基于零序電流測量的架空線路單相接地故障檢測方法中的傳感器和數據后臺計算系統的通信關系圖。

圖2為本發明的基于零序電流測量的架空線路單相接地故障檢測方法的流程圖。

主要元件符號說明

無

如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的闡述，參照附圖。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

請參見圖1-2，本發明實施例提供一種基于零序電流測量的架空線路單相接地故障檢測方法，其包括以下步驟：

S1，采集三相線路的電流和電壓數據；

S2，對上述三相線路的電流和電壓數據進行處理，獲得三相線路電流和電壓的矢量值并計算出該三相線路的零序電流和零序電壓；

S3，將所述三相線路的電壓與一單相電壓閥值比較來判斷是否有單相接地故障發生；以及

S4，根據所述三相線路故障點位置前后的實時零序電流和零序電壓的相位關系來判定故障發生的位置。

步驟S1中，所述三相線路是指三相交流電接出來的線路，三相交流電是電能的一種輸送形式，簡稱為三相電。三相交流電源，是由三個頻率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流電勢組成的電源。可以采用A、B、C來表示三相交流電的三個相，稱為A相、B相、C相。本發明的方法適用于現有技術中的中性點非接地系統的三相線路。

在步驟S1中，可以在配網三相線路的A相線路、B相線路、C相線路上分別設置有多個傳感器，來測量上述三相線路不同位置各個相的電流和電壓信號。測得的電流和電壓信號可以同步傳送到數據后臺計算系統。可以理解上述傳感器包括現有技術中的各種傳感器，同步傳輸數據的方式也不限，可以是有線或者無線的形式傳輸。本實施例中，所述傳感器在測量到三相線路的各相的電流和電壓信號后，并將模擬信號轉換為數字信號以供后續處理使用。這時由于傳感器本身測試精確度的問題，可能會出現誤差，本發明的技術方案可以通過后面的步驟修正誤差。

步驟S2中，數據后臺計算系統已經通過步驟S1獲得了三相線路各相(A、B、C)的電壓和電流數據。對三相線路的電流數據進行傅立葉變換后，獲得三相電流的矢量值，利用公式，并根據三相電流平衡系數通過計算得出所述三相線路當前的實時零序電流的有效值和相位，為三相電流矢量的實部，為三相電流矢量的虛部，為三相電流平衡系數，若三相電流矢量和為0，則沒有零序電流產生。對所述三相線路的電壓數據進行傅立葉變換后，獲得三相電壓的矢量值，利用公式計算出所述三相線路當前的實時零序電壓的有效值和相位，為三相電壓矢量的實部，為三相電壓矢量的虛部，將計算后的數據存儲作為后續判定依據。若該步驟中的沒有零序電流產生，則沒有單相接地故障發生，系統會自動將計算的零序電流實時矯正置零。

步驟S2中，在沒有單相接地故障發生的情況下，三相電流平衡，計算出三相電流的平衡系數，根據平衡系數矯正三相電流平衡時的零序電流，防止外界和自身干擾產生零序電流造成誤報警。計算方法為：令三相電流的矢量和為零，則得到公式，為三相電流矢量的實部，為三相電流矢量的虛部，為平衡系數，以A相為平衡基準，則=1，公式變為，通過矩陣，根據實時采集到的三相電流數據，計算得出平衡系數，根據平衡系數矯正三相電流平衡時的零序電流，防止外界和自身干擾產生零序電流造成誤報警。

步驟S3中，數據后臺計算系統里標定被認為是單相接地故障發生的單相電壓閥值VF，此閥值VF可以根據不同的配網系統進行動態設置。本實施例中，該單相電壓閥值VF=0.5×VX，VX為當前配網系統的單相線路電壓。如果步驟S2的結果得出產生了零序電流，也可能是由于測量儀器誤差引起的。這時就需將步驟2中測試的三相線路中的每相電壓值該單相電壓閥值進行比較，如果沒有單相電壓數據低于設定的單相電壓閥值，則所述數據后臺計算系統認為沒有單項接地故障發生；如果出現了單相電壓數據低于設定的單相電壓閥值，則所述數據后臺計算系統認為有單相接地故障發生,而電壓數據低于設定的單相電壓閥值的相則被認為是發生了單相接地故障的相。

步驟S4中，數據后臺計算系統根據故障位置前后，所測量的零序電流和零序電壓的相位關系來確定故障點的位置，故障點前，也就是非故障線路上的零序電流相位超前零序電壓相位90°，故障點后，也就是故障線路的零序電流相位滯后零序電壓相位90°。

本發明實施例提供一種基于零序電流測量的架空線路單相接地故障檢測方法可以在現有一般測量儀器測試動態相電流、相電壓或同步不精確而無法判斷是否有零序電流的情況下，通過本發明方法可以快速判斷是否有單相接地故障。該方法節約成本，不需要價格高昂、測量準確度非常高、體積龐大、重量重的儀器設備來檢測線路中的零序電流。雙重判斷依據，使得判斷結果更準確。通過零序電流測量來進行單相接地故障判斷的同時，利用單相電壓的數據突變作為輔助判據，該方法可以大幅度提高單相接地故障定位檢測的準確度，使搶修人員快速定位故障點。該方法具有實時置零功能，如果通過雙重依據判斷出無故障情況下，系統會自動將計算的零序電流實時置零，這樣可以提高下一次系統判斷線路零序電流的準確性，也可以有效的降低因為外界和傳感器自身干擾帶來的誤報警。