本发明涉及接地故障选线，尤其涉及一种输电线路单相接地故障选线装置及方法。
背景技术：
1、在输电电力系统中，中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统方式是两种常见的接地方式。其中，中性点不接地系统是指电力系统的中性点（即三相电源的公共连接点）不与地直接连接。这种接地方式适用于电压等级较低、线路较短、电容电流较小的输电。当中性点不接地系统发生单相接地故障时，接地电流较小，不会引起短路电流，不会立即导致电力中断，但系统仍能继续运行一段时间。经消弧线圈接地系统是在中性点不接地系统的基础上，通过接入消弧线圈来补偿接地电容电流。消弧线圈是一种磁性元件，它通过电感作用来补偿接地电容电流，使接地电流减小，从而减少接地故障对系统的影响。经消弧线圈接地系统可以提高系统的供电可靠性，减少接地故障对设备的损害，但也增加了系统的复杂性和成本。
2、中性点不接地或经消弧线圈接地这两种小电流接地系统方式具有以下优点：提高系统的可靠性：在发生单相接地故障时，系统仍能继续运行，不致立即停电，提高了供电的连续性。减少故障电流：小电流接地系统中的接地故障电流较小，对设备的热稳定性要求较低，减少了设备的损坏风险。易于维护和检修：由于接地电流较小，故障检测和定位相对容易，便于进行维护和检修工作。
3、但它们也存在一些局限性，当系统中发生单相接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往很小，接地故障的选线和定位可能较为困难。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种输电线路单相接地故障选线装置及方法，用于解决上述技术问题。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、第一方面，一种输电线路单相接地故障选线装置，输电线路上设有若干个节点，输电线路的两端端点对应两个节点，相邻两节点之间为一个输电线段，各节点上分别安有一个零序电流差动保护单元，用于采集并发送节点上的零序电流，所述装置包括控制主机和若干个信号接收单元，每个零序电流差动保护单元分别配设一个所述信号接收单元；
4、信号接收单元与其对应的零序电流差动保护单元相连，用于接收并发送其对应的零序电流差动保护单元发送的节点上的零序电流；
5、控制主机与各信号接收单元相连，用于接收各信号接收单元采集发送的零序电流，并基于接收到的零序电流确定输电线路上发生单相接地故障的输电线段。
6、进一步地，所述装置还包括若干个断路器，输电线路的各节点上分别串联有一个断路器，断路器与其所在节点上所安装的零序电流差动保护单元相连。
7、进一步地，基于接收到的零序电流确定输电线路上发生单相接地故障的输电线段，包括：
8、基于预先构建的接地故障发生判别式，判断各相邻两节点之间是否发生接地故障；
9、对于判定节点之间发生接地故障的相邻两节点，分别基于预先构建的区内外故障判别式判断对应输电线段所发生的接地故障的故障类型是否为区内故障；
10、汇集判定故障类型为区内故障的所有输电线段，即得到所确定的输电线路上发生单相接地故障的所有输电线段；
11、接地故障发生判别式的表达式为：
12、
13、式中，表示输电线路上相邻两节点的零序电流的差动量，表示接地故障发生的整定值；
14、差动量的表达式为：
15、
16、式中，表示输电线路上对应的相邻两节点中任意一节点的零序电流，表示输电线路上所述对应的相邻两节点中另一节点的零序电流；
17、判断相邻两节点之间是否发生接地故障的方法，均包括：
18、若相邻两节点的零序电流的差动量与接地故障发生的整定值满足所述接地故障发生判别式成立，即相邻两节点对应的成立，则判定相邻两节点之间接地故障发生；
19、若相邻两节点的零序电流的差动量与接地故障发生的整定值不满足所述接地故障发生判别式不成立，即相邻两节点对应的不成立，则判定相邻两节点之间接地故障未发生；
20、对于判定节点之间发生接地故障的相邻两节点，基于预先构建的区内外故障判别式判断其对应输电线段所发生的接地故障的故障类型是否为区内故障的方法包括：
21、对于判定节点之间发生接地故障的相邻两节点，计算该相邻两节点的零序电流的制动量，并判断其是否满足所述预先构建的区内外故障判别式，若满足，则判定该相邻两节点对应输电线段所发生的接地故障的故障类型为区内故障，若不满足，则判定该相邻两节点对应输电线段所发生的接地故障的故障类型为区外故障；
22、当判定任意一节点与其相邻节点之间接地故障发生时，基于预先构建的区内外故障判别式判定所发生的接地故障的故障类型；
23、预先构建的区内外故障判别式为：
24、
25、式中，为整定系数，表示判定节点之间发生接地故障的相邻两节点的零序电流的制动量，为判定节点之间发生接地故障的相邻两节点的零序电流的差动量；
26、制动量的表达式为：
27、
28、的计算公式为：
29、
30、其中，、代表判定节点之间发生接地故障的相邻两节点的零序电流；
31、基于预先构建的区内外故障判别式，判断判定节点之间发生接地故障的相邻两节点对应输电线段所发生的接地故障的故障类型是否为区内故障的方法包括：
32、当判定节点之间发生接地故障的相邻两节点的零序电流的制动量满足时，判定所述判定节点之间发生接地故障的相邻两节点对应输电线段所发生的接地故障的故障类型为区内故障，即接地故障发生在所述判定节点之间发生接地故障的相邻两节点之间的输电线段上；
33、当判定节点之间发生接地故障的相邻两节点的零序电流的制动量不满足时，判定所述判定节点之间发生接地故障的相邻两节点对应输电线段所发生的接地故障的故障类型为区外故障。
34、进一步地，零序电流差动保护单元包括测量模块、差动保护控制模块和跳闸模块；
35、测量模块，用于采集输电线路对应节点上的零序电流；
36、差动保护控制模块与测量模块相连，用于获取测量模块采集的输电线路对应节点上的零序电流；
37、差动保护控制模块与其对应零序电流差动保护单元所配设的信号接收单元相连，用于将接收的输电线路上的节点上的零序电流发送给信号接收单元，以供信号接收单元转发至控制主机；还用于接收控制主机生成的跳闸指令并将所接收的跳闸指令发送出去；
38、跳闸模块与差动保护控制模块相连，用于接收差动保护控制模块所发送的跳闸指令，并根据接收到的跳闸指令控制所述差动保护控制模块所在的节点上的断路器跳闸。
39、进一步地，测量模块采用电流互感器，电流互感器带有一次绕组和二次绕组，电流互感器的一次绕组套设在输电的线路的节点上，电流互感器的二次绕组两端均配设有接线端子，电流互感器的二次绕组通过绕组两端配设的接线端子与其所在节点上的差动保护控制模块相连。
40、进一步地，第一信号接收单元和第二信号接收单元均为前置5g信号接收器cpe。
41、第二方面，一种输电线路单相接地故障选线方法，所述方法包括：
42、步骤s1：采集输电线路上各个节点的零序电流；
43、步骤s2：根据采集到的输电线路上各节点的零序电流，确定发生接地故障的输电线段。
44、进一步地，步骤s2中，根据采集到的输电线路上各节点的零序电流，确定发生接地故障的输电线段，包括：
45、基于采集的输电线路上相邻两个节点的零序电流，构建接地故障发生判别式，根据接地故障发生判别式，判定输电线路上各相邻两节点之间是否发生接地故障，进而确定发生接地故障的输电线路。
46、进一步地，构建接地故障发生判别式，根据接地故障发生判别式，判定输电线路上各相邻两节点之间是否发生接地故障，包括：
47、基于预先构建的接地故障发生判别式，判断各相邻两节点之间是否发生接地故障；
48、对于判定节点之间发生接地故障的相邻两节点，分别基于预先构建的区内外故障判别式判断对应输电线段所发生的接地故障的故障类型是否为区内故障；
49、汇集判定故障类型为区内故障的所有输电线段，即得到所确定的输电线路上发生单相接地故障的所有输电线段；
50、接地故障发生判别式的表达式为：
51、
52、式中，表示输电线路上相邻两节点的零序电流的差动量，表示接地故障发生的整定值；
53、差动量的表达式为：
54、
55、式中，表示输电线路上对应的相邻两节点中任意一节点的零序电流，表示输电线路上所述对应的相邻两节点中另一节点的零序电流；
56、判断相邻两节点之间是否发生接地故障的方法，均包括：
57、若相邻两节点的零序电流的差动量与接地故障发生的整定值满足所述接地故障发生判别式成立，即相邻两节点对应的成立，则判定相邻两节点之间接地故障发生；
58、若相邻两节点的零序电流的差动量与接地故障发生的整定值不满足所述接地故障发生判别式不成立，即相邻两节点对应的不成立，则判定相邻两节点之间接地故障未发生。
59、进一步地，所述方法还包括：对于判定节点之间发生接地故障的相邻两节点，基于预先构建的区内外故障判别式判断其对应输电线段所发生的接地故障的故障类型是否为区内故障的方法包括：
60、对于判定节点之间发生接地故障的相邻两节点，计算该相邻两节点的零序电流的制动量，并判断其是否满足所述预先构建的区内外故障判别式，若满足，则判定该相邻两节点对应输电线段所发生的接地故障的故障类型为区内故障，若不满足，则判定该相邻两节点对应输电线段所发生的接地故障的故障类型为区外故障；
61、当判定任意一节点与其相邻节点之间接地故障发生时，基于预先构建的区内外故障判别式判定所发生的接地故障的故障类型；
62、预先构建的区内外故障判别式为：
63、
64、式中，为整定系数，表示判定节点之间发生接地故障的相邻两节点的零序电流的制动量，为判定节点之间发生接地故障的相邻两节点的零序电流的差动量；
65、制动量的表达式为：
66、
67、的计算公式为：
68、
69、其中，、代表判定节点之间发生接地故障的相邻两节点的零序电流；
70、基于预先构建的区内外故障判别式，判断判定节点之间发生接地故障的相邻两节点对应输电线段所发生的接地故障的故障类型是否为区内故障的方法包括：
71、当判定节点之间发生接地故障的相邻两节点的零序电流的制动量满足时，判定所述判定节点之间发生接地故障的相邻两节点对应输电线段所发生的接地故障的故障类型为区内故障，即接地故障发生在所述判定节点之间发生接地故障的相邻两节点之间的输电线段上；
72、当判定节点之间发生接地故障的相邻两节点的零序电流的制动量不满足时，判定所述判定节点之间发生接地故障的相邻两节点对应输电线段所发生的接地故障的故障类型为区外故障。
73、本发明的有益效果：本发明通过零序电流差动保护单元采集输电线路上各节点的零序电流，并将采集的各节点的零序电流传输给控制主机，控制主机基于各节点上的零序电流，能够确定发生单相接地故障的输电线段，能够快速准确判断故障线路，能够有效提高输电的运行安全性和可靠性。
74、本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，得以充分体现。
1.一种输电线路单相接地故障选线装置，输电线路上设有若干个节点，输电线路的两端端点对应两个节点，相邻两节点之间为一个输电线段，各节点上分别安有一个零序电流差动保护单元，用于采集并发送节点上的零序电流，其特征在于，所述装置包括控制主机和若干个信号接收单元，每个零序电流差动保护单元分别配设一个所述信号接收单元；
2.如权利要求1所述的输电线路单相接地故障选线装置，其特征在于，所述装置还包括若干个断路器，输电线路的各节点上分别串联有一个断路器，断路器与其所在节点上所安装的零序电流差动保护单元相连。
3.如权利要求2所述的输电线路单相接地故障选线装置，其特征在于，基于接收到的零序电流确定输电线路上发生单相接地故障的输电线段，包括：
4.如权利要求3所述的输电线路单相接地故障选线装置，其特征在于，零序电流差动保护单元包括测量模块、差动保护控制模块和跳闸模块；
5.如权利要求4所述的输电线路单相接地故障选线装置，其特征在于，测量模块采用电流互感器，电流互感器带有一次绕组和二次绕组，电流互感器的一次绕组套设在输电的线路的节点上，电流互感器的二次绕组两端均配设有接线端子，电流互感器的二次绕组通过绕组两端配设的接线端子与其所在节点上的差动保护控制模块相连。
6.如权利要求5所述的输电线路单相接地故障选线装置，其特征在于，第一信号接收单元和第二信号接收单元均为前置5g信号接收器cpe。
7.一种输电线路单相接地故障选线方法，其特征在于，所述方法包括：
8.如权利要求7所述的输电线路单相接地故障选线方法，其特征在于，步骤s2中，根据采集到的输电线路上各节点的零序电流，确定发生接地故障的输电线段，包括：
9.如权利要求8所述的输电线路单相接地故障选线方法，其特征在于，构建接地故障发生判别式，根据接地故障发生判别式，判定输电线路上各相邻两节点之间是否发生接地故障，包括：
10.如权利要求9所述的输电线路单相接地故障选线方法，其特征在于，所述方法还包括：对于判定节点之间发生接地故障的相邻两节点，基于预先构建的区内外故障判别式判断其对应输电线段所发生的接地故障的故障类型是否为区内故障的方法包括：
