基于Labview的小電流接地選線分析平臺(tái)研究

郭昊霖,李 京＊,陳建林

（山東理工大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院,山東 淄博 255049）

基于Labview的小電流接地選線分析平臺(tái)研究

郭昊霖,李 京＊,陳建林

（山東理工大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院,山東 淄博 255049）

小電流接地單相接地故障發(fā)生后，準(zhǔn)確及時(shí)地判斷出故障所在的線路對(duì)提高電力系統(tǒng)可靠性具有重要的意義，但由于故障后系統(tǒng)中電氣量故障特征不明顯，增加了選線的難度。現(xiàn)有的小電流接地選線裝置在準(zhǔn)確性和可靠性上都存在一定的不足。本文利用Labview軟件開發(fā)設(shè)計(jì)了選線分析平臺(tái)，該平臺(tái)將多種選線方法相結(jié)合，能夠在一定程度上彌補(bǔ)單一選線方法的不足，提高選線裝置的性能。

小電流接地系統(tǒng)；Labview；選線裝置

1 整體方案

目前國內(nèi)外已經(jīng)研究出并且可以利用的小電流接地選線方法主要可以分為以下兩類：基于穩(wěn)態(tài)信號(hào)的選線方法（如零序電流幅值法，5次諧波法，信號(hào)注入法等）和基于暫態(tài)信號(hào)的選線方法（如首半波法，小波分析法，暫態(tài)零序電流相位法等）。

當(dāng)小電流接地系統(tǒng)單相接地故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)中電氣量故障特征不明顯，且目前沒有一種選線方法能夠適用于小電流接地系統(tǒng)的各種情況。綜合考慮各類選線方法的優(yōu)缺點(diǎn)，本軟件平臺(tái)將零序電流幅值法、5次諧波法、首半波法和零序能量法獲得的判據(jù)融合后進(jìn)行選線，以提高選線的的準(zhǔn)確性。具體流程如圖1所示。

該軟件平臺(tái)數(shù)據(jù)的獲取通過Labview軟件中的“讀取測(cè)量文件”選板來實(shí)現(xiàn)。實(shí)際使用過程中，需要將采集到的電力系統(tǒng)各線路線電流及線電壓數(shù)據(jù)編輯成.lvm格式的文件后，該軟件平臺(tái)可直接讀取，并作出分析。

2.2 數(shù)據(jù)分析模塊

四種選線方法通過一個(gè)四分支的條件結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，每一個(gè)分支中包含一種選線方法。該條件結(jié)構(gòu)套用在一個(gè)for循環(huán)中，四個(gè)分支依次運(yùn)行。運(yùn)行完成后，會(huì)分別得到四選線方法所測(cè)結(jié)果，并以數(shù)組的形式進(jìn)行匯總。選線過程中主要用到的有刪除數(shù)組元素，數(shù)組最大值與最小值，mean函數(shù)，反正弦函數(shù)等選板。比幅比相法，五次諧波法，首半波法和零序能量法實(shí)現(xiàn)選線的程序框圖分別如圖2—圖5 所示。

2 軟件設(shè)計(jì)

該軟件分析平臺(tái)由Labview軟件開發(fā)。LabVIEW軟件平臺(tái)使用圖形化程序設(shè)計(jì)語言G語言，由框圖取代傳統(tǒng)的程序代碼，界面更加形象直觀。

2.1 數(shù)據(jù)獲取模塊

2.3 判據(jù)融合模塊

由于小電流接地系統(tǒng)故障特征不明顯，到目前為止，各種選線方法都存在一定的局限性，容易發(fā)生誤判。為提高選線的準(zhǔn)確度，該軟件平臺(tái)將四種選線方法得到的結(jié)果進(jìn)行融合。判據(jù)的融合通過兩個(gè)套用的for循環(huán)來實(shí)現(xiàn)。該過程中以條件結(jié)構(gòu)中默認(rèn)標(biāo)簽項(xiàng)獲得的結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)，其他選線方法得到的結(jié)果與此相同則加一，數(shù)值最高的那一條線路被判斷為故障線路。該部分程序框圖如圖6所示。

2.4 前面板

該軟件平臺(tái)的前面板如圖7所示。使用過程中，首先需要打開電源按鈕并

在參數(shù)設(shè)置中設(shè)定整定電壓值，當(dāng)零序電壓達(dá)到整定值時(shí)，故障警示燈亮，表示系統(tǒng)中發(fā)生小電流接地故障。點(diǎn)擊選線按鈕，故障線路會(huì)在系統(tǒng)下方顯示。

3 測(cè)試分析

利用Matalab軟件建立如圖8所示的長(zhǎng)度為130km的10kv中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)仿真模型，并在線路3上設(shè)置A相接地故障。利用Labview中的“讀取測(cè)量文件”模塊將該模型中獲得的各線路零序電流和零序電壓數(shù)據(jù)導(dǎo)入到該選線平臺(tái)中進(jìn)行測(cè)試。電源打開后一段時(shí)間故障燈亮，且選線結(jié)果為線路三，與模型中所設(shè)置故障的線路一致。

將圖8中的系統(tǒng)中性點(diǎn)處添加消弧線圈，其他參數(shù)設(shè)置不改變。再次進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與仍與模型中所設(shè)置故障的線路一致。證明該軟件平臺(tái)能夠適用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。

4 結(jié)語

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，原有的采用單一選線方法的選線裝置已不能滿足當(dāng)今電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要。采用labview開發(fā)的選線平臺(tái)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的選線算法，提高選線準(zhǔn)確率。經(jīng)運(yùn)行測(cè)試，效果良好，有廣泛的應(yīng)用前景。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.102

郭昊霖（1993-）,男,山東淄博人,研究生,研究方向：電力系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)。

＊為導(dǎo)師