阅读说明：本技术 一种基于零序信号分析的配电系统故障识别方法 (Power distribution system fault identification method based on zero sequence signal analysis ) 是由 周钰山 周峰 陆烨 于 2021-04-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于零序信号分析的配电系统故障识别方法采集配电系统多种信息,先根据各相电压信号对系统进行初步判断,再根据不同的零序电流信号采用不同的特征值进行判断：若零序电流信号为零,则根据零序电压信号波动值确定故障类型；若零序电流信号不为零,则根据零序电压信号与零序电流信号的相位差确定故障类型。本发明提供一种基于零序信号分析的配电系统故障识别方法,能够准确判断配电系统是否发生接地故障和故障相,进而保证配电系统工作的安全性和可靠性。(The invention provides a power distribution system fault identification method based on zero sequence signal analysis, which collects various information of a power distribution system, firstly carries out primary judgment on the system according to phase voltage signals of each phase, and then adopts different characteristic values to carry out judgment according to different zero sequence current signals: if the zero sequence current signal is zero, determining the fault type according to the zero sequence voltage signal fluctuation value; and if the zero-sequence current signal is not zero, determining the fault type according to the phase difference between the zero-sequence voltage signal and the zero-sequence current signal. The invention provides a power distribution system fault identification method based on zero sequence signal analysis, which can accurately judge whether a power distribution system has a ground fault and a fault phase, thereby ensuring the safety and reliability of the work of the power distribution system.)

一种基于零序信号分析的配电系统故障识别方法

技术领域

本发明属于电力检测

技术领域

，特别涉及一种基于零序信号分析的配电系统故障识别方法。

背景技术

配电系统作为电力系统中与电力用户直接相连的部分，其安全、可靠的工作对整个电力系统的正常工作起着重要的作用。配电系统最常见的故障为单相接地故障，当发生单相接地故障时，产生的故障电流较小，对负载电流影响也会较小，一般情况下可持续运行一段时间。但若长时间带故障运行，会对设备绝缘产生危害，甚至导致绝缘被击穿造成多点接地短路，进而造成电力系统故障，因此需尽快找到故障线路并将其切除。

本发明提出一种基于零序信号分析的配电系统故障识别方法，采集配电系统多种信息，先根据各相电压信号对系统进行初步判断，再根据不同的零序电流信号采用不同的特征值进行判断：若零序电流信号为零，则根据零序电压信号波动值确定故障类型；若零序电流信号不为零，则根据零序电压信号与零序电流信号的相位差确定故障类型。

发明内容

本发明提供一种基于零序信号分析的配电系统故障识别方法，能够准确判断配电系统是否发生接地故障和故障相，进而保证配电系统工作的安全性和可靠性。

本发明具体为一种基于零序信号分析的配电系统故障识别方法，所述配电系统故障识别方法包括以下步骤：

步骤(1)：采集所述配电系统零序电压信号、零序电流信号、三相电压信号；

步骤(2)：判断所述三相电压信号是否存在一相电压信号降低且小于电压参考值，而另两相电压信号升高且小于线电压参考值，若是，进入步骤(3)；若不是，返回步骤(1)；

步骤(3)：提取所述零序电压信号、所述零序电流信号；

步骤(4)：判断所述零序电流信号是否大于零，若是，进入步骤(5)；若不是，进入步骤(9)；

步骤(5)：计算所述零序电压信号与所述零序电流信号的相位差；

步骤(6)：计算采样周期内的所述相位差平均值；

步骤(7)：判断三相所述相位差平均值是否均小于0°，若是，所述配电系统出现工频铁磁谐振故障；若不是，进入步骤(8)；

步骤(8)：所述相位差平均值大于0°所对应的相出现单相接地故障；

步骤(9)：计算所述零序电压信号波动值；

步骤(10)：判断所述零序电压信号波动值是否小于第一电压波动参考值，若是，所述配电系统出现接地故障，且所述电压信号降低所对应的相即为接地故障相；若不是，进入步骤 (11)；

步骤(11)：判断所述零序电压信号波动值是否大于第二电压波动参考值，若是，所述配电系统出现工频铁磁谐振故障。

为了计算所述零序电压信号与所述零序电流信号的相位差，首先对所述零序电压信号 i(t)＝Isin[ωt+θ_i(t)]与所述零序电流信号u(t)＝U sin[ωt+θ_u(t)]进行Hilbert变换得到在计算所述零序电压信号与所述零序电流信号的相位差

所述零序电压信号波动值U_max为采样周期内所述零序电压信号最大值，U_min为采样周期内所述零序电压信号最小值，U_N为采样周期内所述零序电压信号有效值，N为采样周期内总采样点数。

与现有技术相比，有益效果是：所述配电系统故障识别方法采集配电系统多种信息，先根据各相电压信号对系统进行初步判断，再根据不同的零序电流信号采用不同的特征值进行判断：若零序电流信号为零，则根据零序电压信号波动值确定故障类型；若零序电流信号不为零，则根据零序电压信号与零序电流信号的相位差确定故障类型。

附图说明

图1为本发明一种基于零序信号分析的配电系统故障识别方法的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种基于零序信号分析的配电系统故障识别方法的具体实施方式做详细阐述。

如图1所示，本发明的配电系统故障识别方法包括以下步骤：

首先，采集根据配电系统零序电压信号、零序电流信号、三相电压信号，各相电压信号对系统进行初步判断：

判断三相电压信号是否存在一相电压信号降低且小于电压参考值，而另两相电压信号升高且小于线电压参考值，若是，进一步分析判断；若不是，重新采集信号。

进一步，根据不同的零序电流信号采用不同的特征值进行判断：若零序电流信号为零，则根据零序电压信号波动值确定故障类型；若零序电流信号不为零，则根据零序电压信号与零序电流信号的相位差确定故障类型；具体包括：

(1)：判断所述零序电流信号是否大于零，若是，进入(2)；若不是，进入(7)；

(2)：将零序电压信号i(t)＝Isin[ωt+θ_i(t)]与零序电流信号u(t)＝U sin[ωt+θ_u(t)]进行Hilbert变换得到

(3)：计算零序电压信号与零序电流信号的相位差

(4)：计算采样周期内的相位差平均值；

(5)：判断三相相位差平均值是否均小于0°，若是，配电系统出现工频铁磁谐振故障；若不是，进入(6)；

(6)：所述相位差平均值大于0°应的相出现单相接地故障；

(7)：计算采样周期内零序电压信号有效值N为采样周期内总采样点数；

(8)：计算零序电压信号波动值U_max为采样周期内零序电压信号最大值，U_min为采样周期内零序电压信号最小值；

(9)：判断零序电压信号波动值是否小于第一电压波动参考值，若是，配电系统出现接地故障，且电压信号降低所对应的相即为接地故障相；若不是，进入(10)；

(10)：判断零序电压信号波动值是否大于第二电压波动参考值，若是，配电系统出现工频铁磁谐振故障。

为了提高故障识别的速度，第一电压波动参考值和第二电压波动参考值可以采用相同的参考值，如15％。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。