1.本发明涉及电网运行领域，尤其涉及配电网线路单相接地故障定位系统。
背景技术：2.线路故障检测和识别方法的研究，在输电线路领域由来已久，而在配电线路中，对故障识别的研究有所忽视，考虑到配电线路的重要性，目前已经陆续开展。配电线路的故障检测与分类，主要有以下几类方法：时域分析、频域分析、小波变换、希尔伯特-黄变换、卡尔曼滤波、信号注入、各类信号分析理论与智能算法相结合的方法等。
3.其中：一、根据故障电流幅值大于正常情况电流幅值这一原理在电缆线路上安装故障指示器。该方法没有充分利用邻近节点的故障数据，对单相接地故障检测效果不好。
4.二、使用光纤传感器实现电缆线路各个接点故障零序电容电流的测量，以确定故障区段。该方法仅适用于电缆线路，成本较高。
5.三、传统的配电网故障定位是在故障发生后派巡线人员沿线寻找故障点，这种方法耗时费力，导致停电时间长。即使配电管理中心装有地理信息系统，可以协助排除故障并恢复供电，但由于存在人工介入，所需的时间仍然较长，不能满足用户的需求。
6.近年来为寻求精确有效的故障定位方法做出了艰苦努力，研究者们提出了很多有建设性的方法。但是，现有的这些故障定位方法都存在一定的局限性，需进一步的研究和开发。这些定位方法大多只是针对单相接地等低阻故障进行研究，没有考虑配电线路瞬时故障和高阻抗故障情况，或是只针对阻抗均匀、结构简单的配电线路，其局限性很大。由于配电网多采用中性点不接地或谐振接地系统，与高压输电网络相比有着许多特殊问题，因此需要研究的内容和有待解决的技术难点还很多。
7.目前，配电网故障检测和故障诊断的研究主要偏重于离线故障检测与诊断，而且研究对象主要是过渡电阻较低的故障(简称为“低阻故障”，也称永久性故障)。对于配电线路中的一些瞬时性故障和故障特征不明显的高阻故障等，还缺乏有效的检测手段。这些故障发生后，故障电流较小，电压降小，不影响线路的正常运行，从而加大了这些故障检测的难度。这些故障线路若不能做到有效及时的维护，配电网将长期处于故障状态，安全隐患将一直存在，最终会发展成为单相接地故障或是相间短路故障，给电力系统的安全运行带来危害。我国配电网投资相对不足，自动化、智能化程度远低于输电网，已成为制约电力系统发展的瓶颈。国际上发电、输电、配电投资比例一般在 1:0.45:0.7左右，中国在2000年前的投资比例是1:0.21:0.12。
8.配电自动化最重要的内容之一就是当配电系统发生单相接地故障后，快速确定故障位置，执行相应的操作隔离故障区域，并快速修复故障、恢复配电系统正常运行，配电网故障的准确定位是基础和前提。虽然研究者们提出了很多关于配电网的故障定位方法，但在实际应用中仍存在很多问题。
9.因此，有必要提供配电网线路单相接地故障定位系统解决上述技术问题。
技术实现要素：10.本发明提供配电网线路单相接地故障定位系统，解决了配电自动化系统缺少小电流接地故障定位功能的问题。
11.为解决上述技术问题，本发明提供的配电网线路单相接地故障定位系统，包括以下步骤：
12.s1：故障分类：通过对大量现场数据分析，使用对故障线路的零序电流波形的区分方法，分成五种故障类型，分别为：稳定型故障、电弧型故障、高阻电弧型故障、高阻放电型故障和间隙放电型故障；
13.s2：基于暂态信息的判别：
14.根据配电系统故障发生时的暂态分量幅值，结合配电线路瞬时故障和高阻抗故障情况，保存暂态信号波形；
15.并对暂态信号波形通过不同方法分析，得到波形的不同特征，；
16.并且通过归一化处理采用智能算法进行分类，得到故障判别结果；
17.s3：故障区段定位：
18.根据故障点两侧的节点的电压和电流特征，确定故障区段；
19.确定故障区段内以小电流接地装置为测量节点的辐射图；
20.优选的，所述s1中稳定型故障为导线直接断落接地或外部电阻接触间接接地导致的故障，所述电弧型故障和高阻电弧型故障为树木或其他物体靠近导线产生接地电弧导致的故障，所述高阻放电型故障和间隙放电型故障为瓷瓶设备绝缘被击穿、变压器放电导致的故障。
21.优选的，所述s2中对暂态信号波形分析的不同方法包括暂态分量、五次谐波、有功分量和基波分量。
22.本发明还提供基于电网的配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，包括分类模块、故障识别模块、区段定位模块、信息记录模块和自查匹配模块。
23.优选的，所述分类模块用于对现有的故障线路的零序电流波形进行分类。
24.优选的，所述故障识别模块包括保存模块、获取模块、综合分析模块、归一处理模块和分类确定模块。
25.优选的，所述保存模块用于保存暂态信号波形，所述获取模块获取保存的暂态信号波形，所述综合分析模块实用多种分析方法得到获取的暂态信号波形的不同特征，所述归一化处理模块用于对不同的特征进行归一化处理，所述分类确定模块通过智能算法判断故障的类型。
26.优选的，所述区段定位模块包括节点特征获取模块、确定故障区段模块和二次确定模块，所述二次确定模块包括辐射图生成模块和辅助对比分析模块。
27.优选的，所述信息记录模块包括类型记录模块、位置记录模块和次数累计模块，所述信息记录模块用于记录历史配电网线路单相接地故障的位置以及故障类型，所述次数累计模块用于记录同一故障点的故障次数。
28.优选的，所述自查匹配模块用于当一地区出现故障时，匹配检测是否为历史故障点，其中自查匹配模块可以对该地区的历史故障点进行反向检测，首先检测这些历史故障点，是否出现故障，当是这些故障点时，不需要再排查其他的地方，当不是时，再进行排查其
他位置，提高排查效率。
29.优选的，所述自查匹配模块包括区域搜索模块、区域确定模块、历史查询模块、检测模块、输出模块和累计模块，所述区域搜索模块用于搜索故障点的区域名称，所述区域确定模块确定搜索到当前故障点的区域名称，所述历史查询模块用于查询该区域的历史故障点，所述检测模块逐一对当前区域的历史故障点进行检测并判断是否出现故障，所述累计模块用于记录再次发生故障的故障点的次数。
30.与相关技术相比较，本发明提供的配电网线路单相接地故障定位系统具有如下有益效果：
31.本发明提供配电网线路单相接地故障定位系统，通过配电网的单相接地线路故障检测，对配电网系统故障进行在线检测和定位，且具有小电流接地故障定位功能，及时排除故障方案，加强掌握配电线路故障识别，以有效合理的操作诊断方法，不断提升配电线路的综合诊断效率，提升综合质量水平，实现安全电网可靠稳定的运行分析。
附图说明
32.图1为本发明提供的配电网线路单相接地故障定位系统的较佳实施例的结构示意图；
33.图2为本发明配电网线路单相接地故障定位系统中的小电流接地装置为测量节点的节点示意图；
34.图3为本发明提供的基于电网的配电网线路单相接地故障定位系统的较佳实施例的结构示意图；
35.图4为图3所示的故障识别模块的原理框图；
36.图5为图3所示的区段定位模块的原理框图；
37.图6为图5所示的二次确定模块的原理框图；
38.图7为图3所示的信息记录模块的原理框图；
39.图8为自查匹配模块的工作原理流程图。
具体实施方式
40.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
41.请结合参阅图1和图2，其中，图1为本发明提供的配电网线路单相接地故障定位系统的较佳实施例的结构示意图；图2为本发明配电网线路单相接地故障定位系统中的小电流接地装置为测量节点的节点示意图。配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，包括以下步骤：
42.s1：故障分类：通过对大量现场数据分析，使用对故障线路的零序电流波形的区分方法，分成五种故障类型，分别为：稳定型故障、电弧型故障、高阻电弧型故障、高阻放电型故障和间隙放电型故障；
43.s2：基于暂态信息的判别：
44.根据配电系统故障发生时的暂态分量幅值，结合配电线路瞬时故障和高阻抗故障情况，保存暂态信号波形；
45.并对暂态信号波形通过不同方法分析，得到波形的不同特征，；
46.并且通过归一化处理采用智能算法进行分类，得到故障判别结果；
47.s3：故障区段定位：
48.根据故障点两侧的节点的电压和电流特征，确定故障区段；
49.确定故障区段内以小电流接地装置为测量节点的辐射图；
50.通过主站收集其他各厂站的录波数据，综合分析，得到故障区段的准确定位。
51.其中，配电系统故障发生时的暂态分量幅值很大，包含了丰富的故障信息。
52.故障定位的准确性取决于线路零序电流测点的数量和分布，根据故障点两侧的节点的电压和电流特征，确定故障区段。
53.通过主站收集其他各厂站的录波数据，综合分析，得到故障区段的准确定位。
54.所述s1中稳定型故障为导线直接断落接地或外部电阻接触间接接地导致的故障，所述电弧型故障和高阻电弧型故障为树木或其他物体靠近导线产生接地电弧导致的故障，所述高阻放电型故障和间隙放电型故障为瓷瓶设备绝缘被击穿、变压器放电导致的故障。
55.其中外部电阻如树枝等异物与导线接触。
56.所述s2中对暂态信号波形分析的不同方法包括暂态分量、五次谐波、有功分量和基波分量。
57.与相关技术相比较，本发明提供的配电网线路单相接地故障定位系统具有如下有益效果：
58.本发明提供配电网线路单相接地故障定位系统，通过配电网的单相接地线路故障检测，对配电网系统故障进行在线检测和定位，且具有小电流接地故障定位功能，及时排除故障方案，加强掌握配电线路故障识别，以有效合理的操作诊断方法，不断提升配电线路的综合诊断效率，提升综合质量水平，实现安全电网可靠稳定的运行分析。
59.第二实施例
60.请结合参阅图3、图4、图5和图6，基于电网的配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，包括分类模块、故障识别模块、区段定位模块、信息记录模块和自查匹配模块。
61.所述分类模块用于对现有的故障线路的零序电流波形进行分类。
62.所述故障识别模块包括保存模块、获取模块、综合分析模块、归一处理模块和分类确定模块。
63.所述保存模块用于保存暂态信号波形，所述获取模块获取保存的暂态信号波形，所述综合分析模块实用多种分析方法得到获取的暂态信号波形的不同特征，所述归一化处理模块用于对不同的特征进行归一化处理，所述分类确定模块通过智能算法判断故障的类型。
64.所述区段定位模块包括节点特征获取模块、确定故障区段模块和二次确定模块，所述二次确定模块包括辐射图生成模块和辅助对比分析模块。
65.其中节点特征获取模块用于获取故障点两侧节点的电压和电路特征，确定故障区段模块用于根据故障点两侧节点的电源和电路特征确定故障段；
66.其中二次确定模块确定故障区段内以小电流接地装置为测量节点的辐射图，以及收集其他各厂粘的录波数据，综合分析，从而得到故障区段的准确的确定位，通过经过粗定位和精确定位，可以更快更好的确定故障位置。
67.所述信息记录模块包括类型记录模块和位置记录模块，所述信息记录模块用于记
录历史配电网线路单相接地故障的位置以及故障类型。
68.信息记录模块可以将一个区域内历史故障点的位置进行记录，以及故障的类型进行记录，其中区域的大小可以根据不同的地点具体设置，如街道、镇等。
69.所述自查匹配模块用于当一地区出现故障时，匹配检测是否为历史故障点，所述自查匹配模块包括区域搜索模块、区域确定模块、历史查询模块、检测模块、输出模块和累计模块，所述区域搜索模块用于搜索故障点的区域名称，所述区域确定模块确定搜索到当前故障点的区域名称，所述历史查询模块用于查询该区域的历史故障点，所述检测模块逐一对当前区域的历史故障点进行检测并判断是否出现故障，所述累计模块用于记录再次发生故障的故障点的次数。
70.当该地区出现故障时，自查匹配模块可以对该地区的历史故障点进行反向检测，首先检测这些历史故障点，是否出现故障，当是这些故障点时，不需要再排查其他的地方，当不是时，在通过实施例一中的方法进行排查定位；
71.由于历史故障点经过维修后，部分维修点更容易出现故障，且一些故障点的使用环境更加容易产生，从而对历史故障点，进行自动排查，提高检测效率；
72.如附图8，当自查匹配模块的工作原理流程，首先通过区域搜索模块，搜索发生故障点的区域，如某某街道，通过区域确定模块确定当前的故障机构，可以通过输入街道的名称进行检索；
73.当确定街道的名称后，通过历史查询模块可以搜索该区域的配电网线路单相接地故障点的信息，然后通过检测模块对每个故障点的进行检测节点电流、电压等特征信息进行检测，判断是否出现故障，当检测到某一个历史故障点有问题时，停止检测，此时通过输出模块输出检测结构，并通过累计模块记录该故障点的故障次数，并统计在信息记录模块的次数累计模块中；
74.当下次再出现故障时，检测模块根据故障点的累计次数由大到小依次进行检测，即优选检测故障发生次数多的故障点，从而更加容易检测处故障点，进一步的提高对配电网线路单相接地故障定位的效率；
75.其中当没有在历史故障点中查找到时，通过区段定位模块进行查找，且查找后，将新的故障点记录在信息记录模块中。
76.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征：1.配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，包括以下步骤：s1：故障分类：通过对大量现场数据分析，使用对故障线路的零序电流波形的区分方法，分成五种故障类型，分别为：稳定型故障、电弧型故障、高阻电弧型故障、高阻放电型故障和间隙放电型故障；s2：基于暂态信息的判别：根据配电系统故障发生时的暂态分量幅值，结合配电线路瞬时故障和高阻抗故障情况，保存暂态信号波形；并对暂态信号波形通过不同方法分析，得到波形的不同特征，；并且通过归一化处理采用智能算法进行分类，得到故障判别结果；s3：故障区段定位：根据故障点两侧的节点的电压和电流特征，确定故障区段；确定故障区段内以小电流接地装置为测量节点的辐射图；通过主站收集其他各厂站的录波数据，综合分析，得到故障区段的准确定位。2.根据权利要求1所述的配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，所述s1中稳定型故障为导线直接断落接地或外部电阻接触间接接地导致的故障，所述电弧型故障和高阻电弧型故障为树木或其他物体靠近导线产生接地电弧导致的故障，所述高阻放电型故障和间隙放电型故障为瓷瓶设备绝缘被击穿、变压器放电导致的故障。3.根据权利要求1所述的配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，所述s2中对暂态信号波形分析的不同方法包括暂态分量、五次谐波、有功分量和基波分量。4.根据权利要求1所述的配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，还包括分类模块、故障识别模块、区段定位模块、信息记录模块和自查匹配模块。5.根据权利要求4所述的配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，所述分类模块用于对现有的故障线路的零序电流波形进行分类。6.根据权利要求5所述的配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，所述故障识别模块包括保存模块、获取模块、综合分析模块、归一处理模块和分类确定模块。7.根据权利要求6所述的配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，所述保存模块用于保存暂态信号波形，所述获取模块获取保存的暂态信号波形，所述综合分析模块实用多种分析方法得到获取的暂态信号波形的不同特征，所述归一化处理模块用于对不同的特征进行归一化处理，所述分类确定模块通过智能算法判断故障的类型。8.根据权利要求4所述的配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，所述区段定位模块包括节点特征获取模块、确定故障区段模块和二次确定模块，所述二次确定模块包括辐射图生成模块和辅助对比分析模块。9.根据权利要求4所述的配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，所述信息记录模块包括类型记录模块、位置记录模块和次数累计模块，所述信息记录模块用于记录历史配电网线路单相接地故障的位置以及故障类型，所述次数累计模块用于记录同一故障点的故障次数。10.根据权利要求4所述的配电网线路单相接地故障定位系统，其特征在于，所述自查匹配模块用于当一地区出现故障时，匹配检测是否为历史故障点，所述自查匹配模块包括区域搜索模块、区域确定模块、历史查询模块、检测模块、输出模块和累计模块，所述区域搜
索模块用于搜索故障点的区域名称，所述区域确定模块确定搜索到的当前故障点的区域名称，所述历史查询模块用于查询该区域的历史故障点，所述检测模块逐一对当前区域的历史故障点进行检测并判断是否出现故障，所述累计模块用于记录再次发生故障的故障点的次数。
技术总结本发明提供配电网线路单相接地故障定位系统，包括以下步骤：S1：故障分类；S2：基于暂态信息的判别；S3：故障区段定位通过对大量现场数据分析，使用对故障线路的零序电流波形的区分方法，分成五种故障类型，分别为：稳定型故障、电弧型故障、高阻电弧型故障、高阻放电型故障和间隙放电型故障。本发明提供的配电网线路单相接地故障定位系统，通过配电网的单相接地线路故障检测，对配电网系统故障进行在线检测和定位，且具有小电流接地故障定位功能，及时排除故障方案，加强掌握配电线路故障识别，以有效合理的操作诊断方法，不断提升配电线路的综合诊断效率，提升综合质量水平，实现安全电网可靠稳定的运行分析。网可靠稳定的运行分析。网可靠稳定的运行分析。
技术研发人员：张闻勤 王亚 金伟安
受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司安庆供电公司
技术研发日：2022.04.11
技术公布日：2022/7/5
