一种小型环网柜的单相接地故障区段定位方法与流程

本发明一种小型环网柜的单相接地故障区段定位方法，涉及故障检测。

背景技术：

1、现有的关于环网柜的单相接地故障区段的检测和定位的方法存在以下不足：

2、技术依赖性强：高度依赖定位技术和设备，一旦这些设备或技术出现故障，可能会影响故障定位和测距的准确性。

3、对操作人员的技能要求高：虽然自动化程度高，但操作人员仍需要具备一定的专业技能来正确解读数据和操作设备。

4、维护成本高：高精度的设备需要定期的维护和校准，这会增加后期的运营成本。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种小型环网柜的单相接地故障区段定位方法，旨在解决环网柜检测和维修效率低问题。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种小型环网柜的单相接地故障区段定位方法包括：

3、步骤s1：获取多个环网柜对应的电压、电流、电流频率、位置信息及环网柜的数量，得到原始数据集；

4、步骤s2：根据原始数据集判断每个环网柜的输电状态和配电性能，得到配电性能参数组；对配电性能参数组进行分析，得到一级备修序列、二级备修序列和三级备修序列；

5、步骤s3：获取环网柜维修站点的位置，得到检修位置；根据检修位置，分别对一级备修序列、二级备修序列和三级备修序列中环网柜的位置进行匹配，得到一级检修序列、二级检修序列和三级检修序列；

6、步骤s4：使用定位算法获取一级检修序列、二级检修序列和三级检修序列中环网柜的区段信息，并反馈给维修人员。

7、进一步地，所述步骤s2的具体步骤如下：

8、步骤s21：统计环网柜的数量，记作n；根据电流频率，判断第1～n个环网柜的输电状态；

9、若电流频率＝0hz，则说明环网柜传输的是直流电；

10、若0hz＜电流频率≤30hz，则说明环网柜传输的是低频交流电；

11、若30hz＜电流频率≤50hz，则说明环网柜传输的是中频交流电；

12、若50hz＜电流频率，则说明环网柜传输的是高频交流电；

13、步骤s22：将第1～n个环网柜对应的电压和电流，分别记作和；

14、步骤s23：分析第1个环网柜的配电性能，得到配电性能参数集1；

15、步骤s24：重复分析第1个环网柜的配电性能的相同步骤，分析第2～n个环网柜的配电性能，得到配电性能参数组2～配电性能参数组n；

16、步骤s25：根据配电性能参数组1～配电性能参数组n，分析第1～n个环网柜是否发生单相接地故障，得到一级备修序列、二级备修序列和三级备修序列。

17、进一步地，所述步骤s23的具体步骤如下：

18、步骤s231：获取第1个环网柜接收端的输入电压、输入电流，分别记作、；

19、步骤s232：计算环网柜的电能输送比，记作；的计算式如下：

20、；

21、计算电网的电能损耗比，记作；的计算式如下：

22、；

23、步骤s233：获取第1个环网柜传输端的传输电压、传输电流，分别记作、；

24、计算环网柜的电能中途输送比，记作；；

25、计算环网柜的电能中途损耗比，记作； ；

26、步骤s234：计算环网柜的电能有效输送比，记作；；

27、计算环网柜的电能真实损耗比，记作；；

28、步骤s235：汇总第1个环网柜对应的电能输送比、电能损耗比、电能中途输送比、电能中途损耗比、电能有效输送比和电能真实损耗比，作为配电性能参数组1。

29、进一步地，所述步骤s25的具体步骤如下：

30、步骤s251：将配电性能参数组1～配电性能参数组n中，第1～n个环网柜对应的电能输送比、电能损耗比、电能中途输送比、电能中途损耗比、电能有效输送比和电能真实损耗比，分别记作a1～an、b1～bn、c1～cn、d1～dn、e1～en和f1～fn；

31、步骤s252：定义判断式21：lim(ei)→0 or lim(fi)→100%；其中，i表示1～n，n表示环网柜个数；ei和fi，分别表示：在配电性能参数组1～配电性能参数组n中，第i个环网柜对应的电能有效输送比和电能真实损耗比；

32、将配电性能参数组1～配电性能参数组n中的参数，代入判断式21中，标记满足判断式21的配电性能参数组，作为一级故障组；

33、步骤s253：统计一级故障组的个数，记作ma；ma与n满足：ma≤n；

34、读取一级故障组对应的环网柜，作为一级故障环网柜；

35、根据一级故障环网柜的输电状态，按高频交流电→直流电→中频交流电→低频交流电的顺序，对一级故障环网柜进行排列得到一级备修序列；

36、步骤s254：汇总不满足判断式21的配电性能参数组，作为二次筛选参数组；统计二次筛选参数组的个数，记作p；p、ma和n的关系满足：p＋ma＝n；

37、步骤s255：将二次筛选参数组中的电能输送比、电能损耗比、电能中途输送比和电能中途损耗比，分别记作ta1～tap、tb1～tbp、tc1～tcp和td1～tdp；对二次筛选参数组进行筛选。

38、进一步地，所述步骤s255的具体步骤如下：

39、步骤s2551：定义判断式22：tbi＋tdi≥tai＋tci；其中，i表示1～p；

40、tai、tbi、tci和tdi，分别表示：在二次筛选参数组中，第i个环网柜对应的电能输送比、电能损耗比、电能中途输送比和电能中途损耗比；

41、步骤s2552：将二次筛选参数组中的参数，代入判断式22中，标记满足判断式22的二次筛选参数组，作为二级筛选组；标记不满足判断式22的二次筛选参数组，作为三级筛选组；

42、步骤s2553：汇总二级筛选组和三级筛选组的个数，分别记作q和m；p、q和m满足：p＝q＋m。

43、进一步地，所述步骤s2553的后续步骤如下：

44、步骤s2554：对二级筛选组中的环网柜进行分析，确定二级故障环网柜的数量mb和三级故障环网柜的初数量mc´；

45、步骤s2555：对三级筛选组中的环网柜进行分析，确定三级故障环网柜的额外数量δmc；

46、步骤s2556：合并初级三级故障组和额外三级故障组，得到三级故障组；计算三级故障组的总个数mc，mc＝mc´＋δmc；mb、mc、q和m满足：mb＋mc≤q＋m；

47、步骤s2557：读取三级故障组对应的环网柜，作为三级故障环网柜；

48、根据三级故障环网柜的输电状态，按直流电→低频交流电→中频交流电→高频交流电的顺序，对三级故障环网柜进行排列得到三级备修序列。

49、步骤s255：将二次筛选参数组中的电能输送比、电能损耗比、电能中途输送比和电能中途损耗比，分别记作ta1～tap、tb1～tbp、tc1～tcp和td1～tdp；对二次筛选参数组进行筛选。

50、进一步地，所述步骤s255的具体步骤如下：

51、步骤s2551：定义判断式22：tbi＋tdi≥tai＋tci；其中，i表示1～p；

52、tai、tbi、tci和tdi，分别表示：在二次筛选参数组中，第i个环网柜对应的电能输送比、电能损耗比、电能中途输送比和电能中途损耗比；

53、步骤s2552：将二次筛选参数组中的参数，代入判断式22中，标记满足判断式22的二次筛选参数组，作为二级筛选组；标记不满足判断式22的二次筛选参数组，作为三级筛选组；

54、步骤s2553：汇总二级筛选组和三级筛选组的个数，分别记作q和m；p、q和m满足：p＝q＋m。

55、进一步地，所述步骤s2553的后续步骤如下：

56、步骤s2554：对二级筛选组中的环网柜进行分析，确定二级故障环网柜的数量mb和三级故障环网柜的初数量mc´；

57、步骤s2555：对三级筛选组中的环网柜进行分析，确定三级故障环网柜的额外数量δmc；

58、步骤s2556：合并初级三级故障组和额外三级故障组，得到三级故障组；计算三级故障组的总个数mc，mc＝mc´＋δmc；mb、mc、q和m满足：mb＋mc≤q＋m；

59、步骤s2557：读取三级故障组对应的环网柜，作为三级故障环网柜；

60、根据三级故障环网柜的输电状态，按直流电→低频交流电→中频交流电→高频交流电的顺序，对三级故障环网柜进行排列得到三级备修序列。

61、δmc≤m。

62、进一步地，所述步骤s3的具体步骤如下：

63、步骤s31：获取环网柜维修站点数量，记作c；获取每个环网柜维修站点的位置，作为检修位置，记作（xo1,yo1）、（xo2,yo2）～（xoc,yoc）；

64、其中，（xo1,yo1）表示第1个环网柜维修站点的位置，（xo2,yo2）表示第2个环网柜维修站点的位置；以此类推，（xoc,yoc）表示第c个环网柜维修站点的位置；

65、步骤s32：汇总一级备修序列中，各个环网柜的位置，记作（x1,y1）、（x2,y2）～（xma,yma）；

66、其中，在一级备修序列中，（x1,y1）表示第1个环网柜的位置；（x2,y2）表示第2个环网柜的位置；以此类推，（xma,yma）表示第ma个环网柜的位置；ma表示一级备修序列中环网柜的数量；

67、步骤s33：根据检修位置，对一级备修序列，得到一级检修序列；

68、步骤s34：重复对一级备修序列进行匹配得到一级检修序列的相同步骤，对二级备修序列和三级备修序列中环网柜的位置进行匹配，得到二级检修序列和三级检修序列。

69、进一步地，所述步骤s33的具体步骤如下：

70、步骤s331：获取第1～第c个环网柜维修站点内的维修人员数量，记作p1、p2～pc；其中，p1表示第1个环网柜维修站点内维修人员的数量；p2表示第2个环网柜维修站点内维修人员的数量；以此类推，pc表示第c个环网柜维修站点内维修人员的数量；

71、步骤s332：计算p1～pc的和，记作ap；

72、定义计算式31：pb(i)＝pi/ap；其中，i表示1～c，pi表示第i个环网柜维修站点内维修人员的数量；pb(i)表示第i个环网柜维修站点的人员系数；

73、将p1～pc代入计算式31中，计算第1～第c个环网柜维修站点对应的人员系数pb(1)～pb(c)；

74、步骤s333：定义计算式32：

75、；其中，i表示1～ma；fg(i)表示：在一级备修序列中，第i个环网柜对应的优先系数；

76、把一级备修序列中各环网柜的位置（x1,y1）～（xma,yma）代入计算式32中，计算第1～第c个环网柜对应的优先系数fg(1)～fg(ma)；

77、步骤s334：按fg(1)～fg(ma)升序的顺序排列一级备修序列中的环网柜，得到一级检修序列。

78、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

79、快速响应：在故障发生后，本发明能够迅速检测和定位，并通知维修人员；减少停电时间，尽快恢复供电。

80、自动化程度高：与传统的人工巡线方式相比，本发明能够自动进行故障定位和测距，降低了对人工的依赖。

81、安全性提升：减少了工作人员直接暴露于潜在危险环境的情况，提高了故障排查过程的安全性。