本發(fā)明提供了一種過流故障定位方法，尤其是一種基于STU識別網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)的自適應(yīng)過流故障定位方法。

背景技術(shù)：

目前，電力系統(tǒng)在進行過流故障定位時，常常采用額外增加檢測設(shè)備，不僅增加了監(jiān)控成本，而且監(jiān)控過程復(fù)雜，不利于擴展運用。另外，現(xiàn)有監(jiān)控手段在進行監(jiān)控過程中并不能針對系統(tǒng)的供電狀態(tài)來自適應(yīng)改變監(jiān)控方式，導(dǎo)致監(jiān)控的可靠性下降，難以滿足目前電力系統(tǒng)高可靠性的監(jiān)控要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的監(jiān)控方法需要額外增加設(shè)備，且不能根據(jù)系統(tǒng)的供電狀態(tài)來自適應(yīng)改變監(jiān)控方式，可靠性較差。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于STU識別網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)的自適應(yīng)過流故障定位方法，包括如下步驟：

步驟1，主控STU通過逐級查詢方式建立系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實時拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實時拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)判斷系統(tǒng)當(dāng)前是處于單電源供電狀態(tài)還是多電源供電狀態(tài)；

步驟2，主控STU根據(jù)供電狀態(tài)自適應(yīng)選擇相應(yīng)的故障定位流程，若為單電源供電，則進入單電源故障定位流程，若為多電源供電，則進入多電源故障定位流程，其中，

單電源故障定位流程的具體步驟為：

從控STU采用暫態(tài)零序電流的突變量起動，并在啟動后與相鄰的從控STU進行通信，獲取相鄰開關(guān)的故障電流信息；若相鄰開關(guān)檢測到故障電流，則故障不在該相鄰開關(guān)的區(qū)段上；若相鄰開關(guān)未檢測到故障電流或沒有相鄰開關(guān)，則故障在相鄰開關(guān)的區(qū)段上；

多電源故障定位流程的具體步驟為：

從控STU采用相電流突變量啟動，并將檢測到的首個突變點作為從控STU計算故障電流的相位起點，在故障發(fā)生后，各從控STU根據(jù)突變電流檢測故障信號，并記下接收到故障信號的時刻，并以此時刻為基準(zhǔn)計算故障電流的實時相位，再將故障電流的相位起點與實時相位進行比較計算；若有兩個相鄰的從控STU比較計算的相位差為180°，則故障在該兩個相鄰的從控STU之間的區(qū)段上；若從控STU比較計算的相位差為0°，則與該從控STU相鄰的區(qū)段上沒有故障。

作為本發(fā)明的進一步限定方案，步驟2中，從控STU采用相電流突變量啟動時，相電流突變量的計算公式為：

式中，為相電流突變量，為K點的相電流采樣值，為自K點起向前1周波的電流采樣值，N為每工頻周波的采樣點，為自K點起向前2周波的電流采樣值；當(dāng)ΔI_φ＞I_set時，I_set為設(shè)定的突變量啟動門檻值，則從控STU啟動。

本發(fā)明的有益效果在于：(1)可實時查詢網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自適應(yīng)選擇合適的定位算法，適用性強；(2)從控分布式定位算法，不需要主站參與，定位速度快，適應(yīng)性面廣；(3)閉環(huán)運行時采用故障信號自同步算法，且無需額外增加監(jiān)控設(shè)備，系統(tǒng)簡單、成本低且易于實施。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程圖；

圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的單電源狀態(tài)下的故障定位流程圖；

圖4為本發(fā)明的多電源狀態(tài)下的故障定位流程圖。

具體實施方式

如圖1-4所示，本發(fā)明提供的一種基于STU識別網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)的自適應(yīng)過流故障定位方法，包括如下步驟：

步驟1，主控STU通過逐級查詢、被查詢從控STU直接響應(yīng)的方式建立系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實時拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實時拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)判斷系統(tǒng)當(dāng)前是處于單電源供電狀態(tài)還是多電源供電狀態(tài)；

步驟2，主控STU根據(jù)供電狀態(tài)自適應(yīng)選擇相應(yīng)的故障定位流程，若為單電源供電，則進入單電源故障定位流程，若為多電源供電，則進入多電源故障定位流程，其中，

單電源故障定位流程的具體步驟為：

從控STU采用暫態(tài)零序電流的突變量起動，并在啟動后與相鄰的從控STU進行通信，獲取相鄰開關(guān)的故障電流信息；若相鄰開關(guān)檢測到故障電流，說明故障是穿越性的，則故障不在該相鄰開關(guān)的區(qū)段上；若相鄰開關(guān)未檢測到故障電流或沒有相鄰開關(guān)，說明故障電流是注入性的，則故障在相鄰開關(guān)的區(qū)段上，并確認(rèn)該從控STU對應(yīng)的開關(guān)屬于故障區(qū)段上游邊界開關(guān)；

多電源故障定位流程的具體步驟為：

從控STU采用相電流突變量啟動，利用故障信號自同步來確定故障起始時刻，線路發(fā)生故障后，從控STU檢測到的故障起始時刻可被認(rèn)為是同一時刻，即通過首個突變點的檢測可以確定故障起始時刻，故可將檢測到的首個突變點作為從控STU計算故障電流的相位起點，相電流突變量的計算公式為：

式中，為相電流突變量，為K點的相電流采樣值，為自K點起向前1周波的電流采樣值，N為每工頻周波的采樣點，為自K點起向前2周波的電流采樣值；當(dāng)ΔI_φ＞I_set時，I_set為設(shè)定的突變量啟動門檻值，則從控STU啟動。在故障發(fā)生后，各從控STU根據(jù)突變電流檢測故障信號，并記下接收到故障信號的時刻，并以此時刻為基準(zhǔn)計算故障電流的實時相位，再將故障電流的相位起點與實時相位進行比較計算；若有兩個相鄰的從控STU比較計算的相位差為180°，則故障在該兩個相鄰的從控STU之間的區(qū)段上；若從控STU比較計算的相位差為0°，則與該從控STU相鄰的區(qū)段上沒有故障。

本發(fā)明的自適應(yīng)過流故障定位方法的原理說明如下：

主控STU采用逐級查詢的方式建立應(yīng)用拓?fù)涞木唧w步驟為：首先查詢相鄰從控STU，獲取其局部拓?fù)湫畔⒁约跋乱患墢目豐TU的通信地址；然后查詢下一級從控STU，獲取其局部拓?fù)湫畔⒁约跋乱患壗K端的通信地址；依次類推，直至查詢到控制域邊界的從控STU，從而建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。拓?fù)浣⒑螅骺豐TU將實時監(jiān)測拓?fù)渲兴虚_關(guān)的變位信息，在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變時進行拓?fù)涞膶崟r更新。

單電源供電，采用故障區(qū)段流過故障電流，非故障區(qū)段不流過故障電流來進行故障定位。從控STU采用暫態(tài)零序電流的突變量起動，檢查相鄰的開關(guān)是否也有故障電流流過。如果相鄰的開關(guān)被同一個從控STU所監(jiān)控(如同一環(huán)網(wǎng)柜的開關(guān))，從控STU可直接檢查相鄰開關(guān)是否有故障電流流過，否則需要與相鄰的從控STU通信，獲取相鄰開關(guān)故障電流檢測結(jié)果。故障定位判據(jù)：如果開關(guān)一側(cè)相鄰的開關(guān)檢測到故障電流，說明故障是穿越性的，故障不在該側(cè)的區(qū)段上；如果開關(guān)一側(cè)相鄰的開關(guān)均沒有故障電流流過或者說沒有相鄰的開關(guān)，說明故障電流是注入性的，故障在該側(cè)區(qū)段上，并確認(rèn)自己屬于故障區(qū)段上游邊界開關(guān)(與區(qū)段相鄰的開關(guān)稱為區(qū)段邊界開關(guān)，邊界開關(guān)中最靠近變電站的開關(guān)，稱為上游邊界開關(guān))。

多電源供電，采用相位比較故障定位方法，即利用故障區(qū)段兩側(cè)電流方向相反的原理實現(xiàn)故障定位。從控STU采用突變電流啟動，各個從控STU檢測到故障信號時，記下接收到故障信號的時刻，并以該時間作為故障電流相位計算的基準(zhǔn)。各個從控STU接收到故障信號后，分別計算其故障相位，依據(jù)只有故障區(qū)段兩側(cè)的故障電流相位差為180°來確定故障區(qū)段。

如圖2所示，分布式FA系統(tǒng)主要由QS1、QS2(出線開關(guān))及Q1、Q2、Q3、Q4、Q5構(gòu)成，且每個開關(guān)都對應(yīng)一個STU。

正常運行時，靠近變電站的STUA過逐級查詢方式獲得系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌琒TUA根據(jù)系統(tǒng)處于單電源供電還是多電源供電狀態(tài)自適應(yīng)使用合適的故障定位算法。當(dāng)檢測到STU3為斷開時，即系統(tǒng)處于單電源供電方式時，故障發(fā)生后，STU2檢測到故障突變電流啟動，并與相鄰STU1、STU3進行通信，查詢相鄰開關(guān)是否有故障電流流過，沒有故障電流的區(qū)段為故障區(qū)段。當(dāng)檢測到STU3為閉合時，即系統(tǒng)處于多電源供電方式時，故障發(fā)生后，STU2、STU3檢測到故障電流后啟動，并與相鄰STU1、STU4通信，計算各自故障電流的相位并比較相鄰開關(guān)的故障電流相位，相位相反的區(qū)段為故障區(qū)段。

本發(fā)明提供的自適應(yīng)過流故障定位方法的有益效果在于：

(1)可實時查詢網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)不同拓?fù)渥赃m應(yīng)選擇合適的定位算法，適用性強。

(2)分布式定位算法，不需要主站參與，適應(yīng)性面廣。

(3)閉環(huán)運行時采用故障信號自同步算法，簡單、成本低且易于實施。

總之，當(dāng)線路發(fā)生故障后，可以根據(jù)系統(tǒng)的實時網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自適應(yīng)選擇合適的過流故障定位方法，且采用分布式算法，不需主站參與，定位速度快，提高了系統(tǒng)的供電可靠性。