本發(fā)明涉及配電網(wǎng)，具體涉及一種配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、配電網(wǎng)10kv出線為不接地系統(tǒng)，在單相接地故障發(fā)生時為不影響用戶供電可靠性一般不會引起線路跳閘，但單相接地不僅影響了用戶的正常供電，而且可能產(chǎn)生過電壓，損壞設(shè)備，引起山火，甚至發(fā)展成相間短路故障從而引起出線跳閘，影響電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

2、在10kv出線接地故障研判和處置中，需要完成接地故障出線定位和出線段間故障定位。目前站內(nèi)暫態(tài)法小電流接地選線裝置已經(jīng)可以做到準(zhǔn)確率97.4％以上，站內(nèi)選線不準(zhǔn)的問題已得到較好解決。對于站外出線故障選段方面，一般由調(diào)度員電話接收故障信息或在配電自動化主站告警窗查看小電流接地告警信號后，進(jìn)入零序電流展示界面或母線接地故障輔助處置界面查看零序電流變化量排序，然后由人工進(jìn)行開關(guān)試?yán)ㄎ还收希侔才艡z修人員進(jìn)行線路巡視。

3、現(xiàn)階段的處置方式存在以下問題：站內(nèi)小電流接地選線裝置未與站外終端配合，導(dǎo)致故障定位難度大；故障處置主要依賴人工和經(jīng)驗，故障判斷準(zhǔn)確率低，處置時間長，自動化水平低；對故障無法及時響應(yīng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法及系統(tǒng)，通過采集站內(nèi)暫態(tài)小電流接地選線裝置告警信號，站外終端的零序電流和接地告警信號，匯集到配電自動化主站實現(xiàn)站內(nèi)外信息的配合，完成小電流接地選線和站外選段，通過配電自動化主站進(jìn)行故障定位及故障隔離。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法，包括以下步驟：

4、獲取站內(nèi)小電流接地選線裝置的選線告警信號和選線結(jié)果；

5、根據(jù)選線結(jié)果，計算對應(yīng)條線所有站外終端的零序電流變化量；

6、對線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行校核，若校核通過，用導(dǎo)線替代線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的指定終端，得到新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

7、根據(jù)零序電流變化量對站外終端進(jìn)行分層聚類，將聚類結(jié)果中零序電流變化量算數(shù)平均值大于預(yù)設(shè)閾值的類分為故障類，零序電流變化量算數(shù)平均值小于預(yù)設(shè)閾值的類分為正常類；

8、根據(jù)故障類和正常類對應(yīng)的站外終端在新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中標(biāo)記故障點(diǎn)；

9、對故障點(diǎn)進(jìn)行隔離，若隔離完所有故障點(diǎn)后選線告警信號未復(fù)歸，迭代執(zhí)行上述步驟，直到選線告警信號復(fù)歸。

10、進(jìn)一步的，獲取站內(nèi)小電流接地選線裝置的選線告警信號和選線結(jié)果之后，包括：

11、獲取接地類型信息，若為瞬時接地，則結(jié)束并退出，若不為瞬時接地，執(zhí)行根據(jù)選線結(jié)果，計算對應(yīng)條線所有站外終端的零序電流變化量的步驟。

12、進(jìn)一步的，所述指定終端包括非自動開關(guān)、離線終端、故障終端和異常終端。

13、進(jìn)一步的，根據(jù)零序電流變化量對站外終端進(jìn)行分層聚類時，包括：

14、將零序電流變化量進(jìn)行排序，計算序列中相鄰元素的差值；

15、將零序電流變化量最小差值對應(yīng)的站外終端分為同一類；

16、從所述序列中剔除完成聚類的站外終端的零序電流變化量，計算所述聚類的站外終端的零序電流變化量算數(shù)平均值并加入序列中；

17、若序列中的元素大于指定數(shù)量，則重復(fù)上述步驟，直至序列中的元素小于或等于指定數(shù)量。

18、進(jìn)一步的，得到新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之后，包括：若新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不包含任何分支，則在線路末端生成一個虛擬終端，且所述虛擬終端的虛擬零序電流值為0。

19、進(jìn)一步的，對零序電流變化量進(jìn)行分層聚類之前，包括：若新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的終端數(shù)小于目標(biāo)數(shù)量，將所有終端所在線路末端標(biāo)記為故障點(diǎn)，并執(zhí)行對故障點(diǎn)進(jìn)行隔離的步驟。

20、進(jìn)一步的，根據(jù)故障類和正常類對應(yīng)的站外終端在新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中標(biāo)記故障點(diǎn)時，包括：

21、若故障類終端之間不存在正常類終端，認(rèn)為故障終端相鄰，將各個相鄰故障終端的線路著故障色；

22、若著故障色線路之間存在一個正常類終端，將所述正常類終端的線路著故障色；

23、若著故障色線路之間存在兩個正常類終端，不對所述正常類終端的線路著故障色；

24、將各著色部分末端標(biāo)記為故障點(diǎn)。

25、進(jìn)一步的，對故障點(diǎn)進(jìn)行隔離時，包括：

26、從線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中拓?fù)淠┒碎_始從支線到中段依次對故障點(diǎn)進(jìn)行隔離，對拓?fù)淠┒说墓收宵c(diǎn)進(jìn)行隔離時拉開故障點(diǎn)前的開關(guān)，對線路中段故障點(diǎn)進(jìn)行隔離時拉開故障點(diǎn)后端的所有開關(guān)之后再拉開故障點(diǎn)前端的開關(guān)。

27、進(jìn)一步的，從線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中拓?fù)淠┒碎_始從外到內(nèi)依次對故障點(diǎn)進(jìn)行隔離時，包括：

28、若線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的故障點(diǎn)為單個，隔離故障點(diǎn)后，檢查選線告警信號是否復(fù)歸，是則結(jié)束并退出，否則重新執(zhí)行獲取站內(nèi)小電流接地選線裝置的選線告警信號和選線結(jié)果的步驟及其后續(xù)步驟；

29、若線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的故障點(diǎn)為多個，每隔離一個故障點(diǎn)后，均檢查選線告警信號是否復(fù)歸，是則結(jié)束并退出，否則繼續(xù)隔離后續(xù)故障點(diǎn)，若隔離完所有故障點(diǎn)后，選線告警信號仍未復(fù)歸，則重新執(zhí)行獲取站內(nèi)小電流接地選線裝置的選線告警信號和選線結(jié)果的步驟及其后續(xù)步驟。

30、本發(fā)明還提出一種配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置系統(tǒng)，包括站內(nèi)小電流接地選線裝置和配電自動化主站，其中：

31、所述站內(nèi)小電流接地選線裝置用于觸發(fā)告警，并將選線告警信號與選線結(jié)果通過數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)機(jī)上送至配電自動化主站；

32、所述配電自動化主站用于：

33、獲取站內(nèi)小電流接地選線裝置的選線告警信號和選線結(jié)果；

34、根據(jù)選線結(jié)果，計算對應(yīng)條線所有站外終端的零序電流變化量；

35、對線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行校核，若校核通過，用導(dǎo)線替代線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的指定終端，得到新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

36、根據(jù)零序電流變化量對站外終端進(jìn)行分層聚類，將聚類結(jié)果中零序電流變化量算數(shù)平均值大于預(yù)設(shè)閾值的類分為故障類，零序電流變化量算數(shù)平均值小于預(yù)設(shè)閾值的類分為正常類；

37、根據(jù)故障類和正常類對應(yīng)的站外終端在新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中標(biāo)記故障點(diǎn)；

38、對故障點(diǎn)進(jìn)行隔離，若隔離完所有故障點(diǎn)后選線告警信號未復(fù)歸，迭代執(zhí)行上述步驟，直到選線告警信號復(fù)歸。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

40、本發(fā)明在獲取站內(nèi)小電流接地選線裝置選線結(jié)果之后，收集站外配電自動化終端零序電流來定位具體故障位置，實現(xiàn)了站內(nèi)外裝置配合，同時根據(jù)零序電流變化量對站外終端進(jìn)行分層聚類，無需設(shè)置閾值，可適應(yīng)不同線路參數(shù)。

41、本發(fā)明將層次聚類與自動生成拓?fù)湎嘟Y(jié)合，可濾除異常數(shù)據(jù)，同時具備一定的容錯性能。此外本發(fā)明提供的層次聚類算法根據(jù)故障隔離的情況進(jìn)行多次迭代，實現(xiàn)故障點(diǎn)精準(zhǔn)定位。

技術(shù)特征：

1.一種配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法，其特征在于，獲取站內(nèi)小電流接地選線裝置的選線告警信號和選線結(jié)果之后，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法，其特征在于，所述指定終端包括非自動開關(guān)、離線終端、故障終端和異常終端。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法，其特征在于，根據(jù)零序電流變化量對站外終端進(jìn)行分層聚類時，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法，其特征在于，得到新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之后，包括：若新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不包含任何分支，則在線路末端生成一個虛擬終端，且所述虛擬終端的虛擬零序電流值為0。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法，其特征在于，對零序電流變化量進(jìn)行分層聚類之前，包括：若新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的終端數(shù)小于目標(biāo)數(shù)量，將所有終端所在線路末端標(biāo)記為故障點(diǎn)，并執(zhí)行對故障點(diǎn)進(jìn)行隔離的步驟。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法，其特征在于，根據(jù)故障類和正常類對應(yīng)的站外終端在新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中標(biāo)記故障點(diǎn)時，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法，其特征在于，對故障點(diǎn)進(jìn)行隔離時，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法，其特征在于，從線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中拓?fù)淠┒碎_始從外到內(nèi)依次對故障點(diǎn)進(jìn)行隔離時，包括：

10.一種配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置系統(tǒng)，其特征在于，包括站內(nèi)小電流接地選線裝置和配電自動化主站，其中：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種配電網(wǎng)單相接地故障研判和處置方法及系統(tǒng)，方法包括：獲取站內(nèi)小電流接地選線裝置的選線告警信號和選線結(jié)果；根據(jù)選線結(jié)果計算對應(yīng)條線所有站外終端的零序電流變化量；若線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)校核通過，用導(dǎo)線替代線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的指定終端得到新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；根據(jù)零序電流變化量對站外終端進(jìn)行分層聚類，聚類結(jié)果中算數(shù)平均值較大的類為故障類，聚類結(jié)果中算數(shù)平均值較小的類為正常類；根據(jù)故障類和正常類對應(yīng)的站外終端在新的線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中標(biāo)記故障點(diǎn)；對故障點(diǎn)進(jìn)行隔離，若隔離完所有故障點(diǎn)后選線告警信號未復(fù)歸，迭代執(zhí)行上述步驟，直到選線告警信號復(fù)歸。本發(fā)明結(jié)合故障復(fù)歸情況進(jìn)行迭代聚類，可以精準(zhǔn)處置單相接地故障。

技術(shù)研發(fā)人員：肖遙遙,龔禹生,李煒,李龍,瞿旭,歐陽帆,李輝,李剛,吳晉波,洪權(quán),劉智仁,丁禹,劉志豪,曾歲程,汪建國,林飛煥,連文生,王超群,王子豪,劉也可,蘇航,曾金亮,陳斌彬,周娟,游金梁,陳幸,賀思林,尹超勇,臧欣,歐陽宗帥,龍雪梅,劉鴻基
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)湖南省電力有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19