CN116593823A - 一种单相接地故障过渡电阻计算方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单相接地故障过渡电阻计算方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括以下步骤：测量系统正常运行时母线各相电压，接地后测量母线零序电压及故障线路零序电流，并根据接地相别得出虚拟电压源电压，完成过渡电阻计算。本发明可计算出接地电阻数值，辅助运行人员判断故障性质及故障处于电缆段或架空段，缩小了故障查找范围。

Description

一种单相接地故障过渡电阻计算方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明属于配电网单相接地故障处理技术领域，特别涉及一种用于小电流接地选线装置的单相接地故障过渡电阻计算方法。

背景技术

单相接地故障是配电网中最常见的故障类型，随着暂态量选线技术的发展，小电流接地系统中单相接地故障的选线问题已得到较好解决，部分区域已投入单相接地故障跳闸功能，以防止单相接地电弧持续存在导致的事故范围扩大问题。

但目前接地故障点排查主要依靠分段试合、人工目视等方法，导致无法及时处理故障，恢复供电时间较长，影响了社会生产及生活秩序。接地过渡电阻的计算结果可辅助进行故障的区域定位，减少故障排查范围。同时计算与统计接地过渡电阻有助于运行人员确定接地保护定值，提升小电流接地系统单相接地故障处理能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单相接地故障过渡电阻计算方法、装置、设备及存储介质，可通过接地过渡电阻的大小实现故障性质、故障位置的初步判断。有助于缩短故障点排查时间，加快恢复供电速度，提升了供电可靠性。

为达到上述目的，本发明所述一种用于小电流接地选线装置的单相接地故障过渡电阻计算方法，包括以下步骤：

S1、电网正常运行时，获取三相电压和母线零序电压；

S2、判断母线零序电压是否大于零序电压阈值：

若否，系统继续正常运行；若是，执行S3；

S3、获取接地线路及接地相别；

S4、根据接地线路零序电流、母线零序电压和故障等效电动势，计算接地过渡电阻，所述故障等效电动势为负的正常时接地相电压。

进一步的，接地过渡电阻R_g的计算公式为：

其中，其中，为接地相等效电动势，/>为母线零序电压，/>为接地线路零序电流，θ_g为/>超前/>的相角，θ₀为/>超前/>的相角。

进一步的，故障等效电动势的计算公式为：

其中，为接地相φ在接地前的电压相量。

进一步的，S1中，从小电流接地选线装置获取三相电压和母线零序电压

进一步的，S3中，从小电流接地选线装置获取接地线路及接地相别。

进一步的，零序电压阈值U_0,set取10V～15V。

一种单相接地故障过渡电阻计算装置，包括采集模块和计算模块；

采集模块用于：从小电流接地选线装置采集三相电压和母线零序电压

计算模块用于：判断母线零序电压是否大于零序电压阈值U_0,set：

若否，系统继续正常运行；若是，根据小电流选线装置选出接地线路及接地相别确定接地线路零序电流，母线零序电压，接地相等效电动势，并根据接地线路零序电流，母线零序电压，接地相等效电动势计算接地过渡电阻。

进一步的，接地过渡电阻R_g的计算公式为：

其中，为接地相等效电动势，/>为母线零序电压，/>为接地线路零序电流，θ_g为超前/>的相角，θ₀为/>超前/>的相角。

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述单相接地故障过渡电阻计算方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的单相接地故障过渡电阻计算方法的步骤。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：

本发明提供的方法利用接地相在电力系统正常运行时的电压、接地后母线零序电压及故障线路零序电流稳态量实现了接地电阻的计算，不需采集三相电压、电流，且应用稳态量计算不受故障时刻的影响。接地过渡电阻的计算统计有助于运行人员确定接地保护定值，提升小电流接地系统单相接地故障处理能力。同时通过接地电阻的大小可对故障性质、故障位置进行初步判断，缩短故障点查找时间及停电时间，提升供电质量及用户用电满意度，能够有效减少因停电带来的经济损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施的一种用于小电流接地选线装置的单相接地故障过渡电阻计算方法的流程示意图；

图2为故障线路等效电路，其中为母线零序电压，/>为故障线路零序电流，/>为故障点电流，/>为故障线路自身电容电流，/>为故障等效电动势，R_g为接地过渡电阻；

图3为各相量示意图；

图4为一种单相接地故障过渡电阻计算装置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。

本发明实施例的一种用于小电流接地选线装置的单相接地故障过渡电阻计算方法，利用接地相在正常时的电压、接地后母线零序电压及故障线路零序电流进行接地电阻的计算。

实施例1

本发明实施例的一种用于小电流接地选线装置的单相接地故障过渡电阻计算方法，包括以下步骤：

S1、电网正常运行时，利用小电流接地选线装置测量母线三相电压和母线零序电压/>当母线零序电压超过零序电压阈值U_0,set时,小电流接地选线装置选出接地线路及接地相别。取故障线路零序电流/>母线零序电压/>故障等效电动势/>计算接地过渡电阻R_g，故障等效电动势为负的正常时接地相电压。

本发明实施例中，零序电压阈值U_0,set为10V～15V，接地相等效电动势为负的接地相φ在接地前的电压相量，过渡电阻R_g计算公式为：

公式(1)的推导过程如下：

对于故障线路，其等效电路如图2所示：

由电路基本定理，可得：

其中为/>在/>方向上的投影，/>为/>在超前/>方向上的投影，/>为/>在/>方向上的投影，/>为/>在超前/>方向上的投影，/>为故障线路电容电流。

由式(2)可得各相量示意图如图3所示，其中，θ_g为超前/>的相角，θ₀为/>超前/>的相角。

由此可得：

根据故障统计规律，瞬时性故障或故障发生在架空段时过渡电阻较大，永久性故障或故障发生在电缆段时电阻较小。

根据上述的单相接地故障过渡电阻计算方法得到的过渡电阻进行故障性质及故障位置的初步判断：当计算所得过渡电阻较大时(不小于500Ω)，故障多为瞬时性故障，一般在线路架空段；当计算所得过渡电阻较小时(小于500Ω)，故障多为永久性故障，一般在线路电缆段。

实施例2

参照图4，一种单相接地故障过渡电阻计算装置，集成在小电流接地选线装置中，包括采集模块和计算模块；

采集模块用于：从小电流接地选线装置采集三相电压和母线零序电压/>

计算模块用于：判断母线零序电压是否大于零序电压阈值U_0,set：

若否，系统继续正常运行；若是，根据小电流选线装置选出接地线路及接地相别确定接地线路零序电流母线零序电压/>接地相等效电动势/>并根据接地线路零序电流母线零序电压/>接地相等效电动势/>计算接地过渡电阻R_g。

接地过渡电阻R_g的计算公式为：

其中，θ_g为超前/>的相角，θ₀为/>超前/>的相角。

故障等效电动势的计算公式为：

其中，为接地相φ在接地前的电压相量。

实施例3

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述单相接地故障过渡电阻计算方法的步骤，其中，所述存储器可能包含内存，例如高速随机存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如，至少一个磁盘存储器等；处理器、网络接口、存储器通过内部总线互相连接，该内部总线可以是工业标准体系结构总线、外设部件互连标准总线、扩展工业标准结构总线等，总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。存储器用于存放程序，具体地，程序可以包括程序代码、所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。

实施例4

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述单相接地故障过渡电阻计算方法的步骤，具体地，所述计算机可读存储介质包括但不限于例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器可以包括随机存储存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存、光盘、磁盘等。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单相接地故障过渡电阻计算方法，其特征在于，

包括以下步骤：

S1、电网正常运行时，获取三相电压和母线零序电压；

S2、判断母线零序电压是否大于零序电压阈值：

若否，系统继续正常运行；若是，执行S3；

S3、获取接地线路及接地相别；

S4、根据接地线路零序电流、母线零序电压和故障等效电动势，计算接地过渡电阻，所述故障等效电动势为负的正常时接地相电压。

2.根据权利要求1所述的一种单相接地故障过渡电阻计算方法，其特征在于，接地过渡电阻R_g的计算公式为：

其中，其中，为接地相等效电动势，/>为母线零序电压，/>为接地线路零序电流，θ_g为超前/>的相角，θ₀为/>超前/>的相角。

3.根据权利要求1所述的一种单相接地故障过渡电阻计算方法，其特征在于，故障等效电动势的计算公式为：

其中，为接地相φ在接地前的电压相量。

4.根据权利要求1所述的一种单相接地故障过渡电阻计算方法，其特征在于，所述S1中，从小电流接地选线装置获取三相电压和母线零序电压

5.根据权利要求1所述的一种单相接地故障过渡电阻计算方法，其特征在于，所述S3中，从小电流接地选线装置获取接地线路及接地相别。

6.根据权利要求1所述的一种单相接地故障过渡电阻计算方法，其特征在于，所述零序电压阈值U_0,set取10V～15V。

7.一种单相接地故障过渡电阻计算装置，其特征在于，包括采集模块和计算模块；

采集模块用于：从小电流接地选线装置采集三相电压和母线零序电压

计算模块用于：判断母线零序电压是否大于零序电压阈值U_0,set：

若否，系统继续正常运行；若是，根据小电流选线装置选出接地线路及接地相别确定接地线路零序电流，母线零序电压，接地相等效电动势，并根据接地线路零序电流，母线零序电压，接地相等效电动势计算接地过渡电阻。

8.根据权利要求7所述的一种单相接地故障过渡电阻计算装置，其特征在于：所述接地过渡电阻R_g的计算公式为：

其中，为接地相等效电动势，/>为母线零序电压，/>为接地线路零序电流，θ_g为/>超前/>的相角，θ₀为/>超前/>的相角。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任一项所述的单相接地故障过渡电阻计算方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的单相接地故障过渡电阻计算方法的步骤。