基于Labview的小電流接地選線分析平臺研究

郭昊霖,李 京＊,陳建林

（山東理工大學 電氣與電子工程學院,山東 淄博 255049）

基于Labview的小電流接地選線分析平臺研究

郭昊霖,李 京＊,陳建林

（山東理工大學 電氣與電子工程學院,山東 淄博 255049）

小電流接地單相接地故障發生后，準確及時地判斷出故障所在的線路對提高電力系統可靠性具有重要的意義，但由于故障后系統中電氣量故障特征不明顯，增加了選線的難度。現有的小電流接地選線裝置在準確性和可靠性上都存在一定的不足。本文利用Labview軟件開發設計了選線分析平臺，該平臺將多種選線方法相結合，能夠在一定程度上彌補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；Labview；選線裝置

1 整體方案

目前國內外已經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：基于穩態信號的選線方法（如零序電流幅值法，5次諧波法，信號注入法等）和基于暫態信號的選線方法（如首半波法，小波分析法，暫態零序電流相位法等）。

當小電流接地系統單相接地故障發生時，系統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的各種情況。綜合考慮各類選線方法的優缺點，本軟件平臺將零序電流幅值法、5次諧波法、首半波法和零序能量法獲得的判據融合后進行選線，以提高選線的的準確性。具體流程如圖1所示。

該軟件平臺數據的獲取通過Labview軟件中的“讀取測量文件”選板來實現。實際使用過程中，需要將采集到的電力系統各線路線電流及線電壓數據編輯成.lvm格式的文件后，該軟件平臺可直接讀取，并作出分析。

2.2 數據分析模塊

四種選線方法通過一個四分支的條件結構來實現，每一個分支中包含一種選線方法。該條件結構套用在一個for循環中，四個分支依次運行。運行完成后，會分別得到四選線方法所測結果，并以數組的形式進行匯總。選線過程中主要用到的有刪除數組元素，數組最大值與最小值，mean函數，反正弦函數等選板。比幅比相法，五次諧波法，首半波法和零序能量法實現選線的程序框圖分別如圖2—圖5 所示。

2 軟件設計

該軟件分析平臺由Labview軟件開發。LabVIEW軟件平臺使用圖形化程序設計語言G語言，由框圖取代傳統的程序代碼，界面更加形象直觀。

2.1 數據獲取模塊

2.3 判據融合模塊

由于小電流接地系統故障特征不明顯，到目前為止，各種選線方法都存在一定的局限性，容易發生誤判。為提高選線的準確度，該軟件平臺將四種選線方法得到的結果進行融合。判據的融合通過兩個套用的for循環來實現。該過程中以條件結構中默認標簽項獲得的結果作為標準，其他選線方法得到的結果與此相同則加一，數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

在參數設置中設定整定電壓值，當零序電壓達到整定值時，故障警示燈亮，表示系統中發生小電流接地故障。點擊選線按鈕，故障線路會在系統下方顯示。

3 測試分析

利用Matalab軟件建立如圖8所示的長度為130km的10kv中性點不接地系統仿真模型，并在線路3上設置A相接地故障。利用Labview中的“讀取測量文件”模塊將該模型中獲得的各線路零序電流和零序電壓數據導入到該選線平臺中進行測試。電源打開后一段時間故障燈亮，且選線結果為線路三，與模型中所設置故障的線路一致。

將圖8中的系統中性點處添加消弧線圈，其他參數設置不改變。再次進行測試，測試結果與仍與模型中所設置故障的線路一致。證明該軟件平臺能夠適用于中性點不接地系統和中性點經消弧線圈接地系統。

4 結語

隨著電力系統的快速發展，原有的采用單一選線方法的選線裝置已不能滿足當今電力系統運行的需要。采用labview開發的選線平臺能同時實現多種復雜的選線算法，提高選線準確率。經運行測試，效果良好，有廣泛的應用前景。

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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：電力系統故障監測。

＊為導師