一种低压台区过电压原因的判断方法及装置

摘要

本发明示出一种低压台区过电压原因的判断方法及装置，包括以下步骤：自起始时刻每间隔预置时间读取一个六角图数据；筛选过电压时刻的所述三相电压及三相电流；获取去掉背景因素的三相线电压幅值；判断所述三相线电压幅值是否在偏差范围内相等，以此判断引起过电压的原因中是否包括系统侧过电压；并进一步根据三相不平衡状态指标及接地电阻状态指标判断由负荷侧导致的过电压原因并引用效用函数进行影响程度评估。本申请示出的一种低压台区过电压原因的判断方法及装置，能有效确定380V三相四线制配电网过电压问题是由何种因素导致的，以及能评估该因素对过电压问题的影响程度，便于配电网过电压问题研究。

说明书

技术领域

本发明属于过电压判断技术领域，具体涉及一种低压台区过电压原因的判断方法及装置。

背景技术

低压配电网供电台区的过电压问题广泛存在，严重影响用电设备正常运行，损耗设备寿 命，严重时甚至可能造成人身伤害。低压台区过电压可分为单相过电压、两相过电压和三相 过电压三类。三相过电压一般是由系统侧过电压或变压器档位不合适造成，但造成单相过电 压或两相过电压的原因则有很多种：系统侧过电压、三相不平衡，变压器中性点接地电阻过 大等。

系统无功不平衡、AVC(Automatic Voltage Control，自动电压控制)控制策略不合适等 因素都会造成系统侧过电压，系统过电压经变压器传递后会进一步导致低压台区的过电压问 题。配电网三相负荷的不平衡会使得中性线上有电流流过，电流过大时，负载中性点将发生 严重偏移，使得负荷小的相电压升高、负荷大的相电压降低，对用电设备产生危害，影响配 电网的正常运行。此外，配电变压器低压侧中性点一般会连接一个工作接地电阻，电流经接 地电阻流入大地会产生一个电压降，从而抬升了配变低压侧中性点的电位。

现有和过电压问题相关的技术主要针对过电压保护、过电压识别和过电压监测等方面， 对于一类由某因素导致低压台区过电压问题的判别和影响评估的研究还很缺乏。然而，只有 明确了造成过电压问题的原因和其影响程度，才能有效更好地解决台区过电压问题，保障台 区电压在合格范围内，使配电网安全可靠运行。因此，亟需提供一种低压台区过电压原因的 判断方法及装置用于判断引起过电压问题的原因和其影响程度。

发明内容

基于上述问题，本申请的目的在于提供一种低压台区过电压原因的判断方法及装置，用 于明确造成过电压问题的原因并评估其影响程度，便于更好解决台区过电压问题。

第一方面，本申请示出一种低压台区过电压原因的判断方法，包括以下步骤：

自起始时刻每间隔预置时间读取一个六角图数据，所述六角图数据包括：三相电压以及 三相电流；

筛选过电压时刻的所述三相电压以及三相电流，获取筛选后的三相电压以及三相电流；

根据所述筛选后的三相电压计算过电压时刻的三相线电压，根据三相线电压获取去掉背 景因素的三相线电压幅值；

判断所述三相线电压幅值是否在偏差范围内相等：若在偏差范围内不相等，则引起该时 刻过电压因素包括系统侧过电压，并进一步判断由负荷侧引起的过电压原因并引用效用函数 进行评估；若在偏差范围内相等，则该时刻过电压问题仅由负荷侧引起；直接判断由负荷侧 引起的过电压原因并引用效用函数进行评估；

判断由负荷侧引起的过电压原因：

根据三相电压和三相电流计算出三相电压矢量和以及三相电流矢量和；

筛选过电压时刻的所述三相电压矢量和以及三相电流矢量和；

采用筛选后的三相电流矢量和计算过电压时段内三相电流矢量和幅值的均方根值，采用 筛选后的三相电压矢量和以及三相电流矢量和计算得到过电压时段内的接地电阻，根据所述 接地电阻计算接地电阻的均方根值；所述过电压时段为检测到连续过电压的起始时刻至结束 时刻的时间段；

根据所述三相电流矢量和幅值的均方根值定义三相不平衡状态指标ω

根据三相不平衡状态指标ω

第二方面，本申请实施例示出一种低压台区过电压原因的判断装置，包括：数据采集单 元、第一数据筛选单元、线电压计算单元、线电压幅值判断单元、矢量和计算单元、第二数 据筛选单元、接地电阻计算单元、过电压原因及评估单元；

所述数据采集单元用于自起始时刻每间隔预置时间读取一个六角图数据，所述六角图数 据包括：三相电压以及三相电流；

所述第一筛选单元用于筛选过电压时刻的所述三相电压以及三相电流，获得筛选后的三 相电压以及三相电流；

所述线电压计算单元用于根据所述筛选后的三相电压计算过电压时刻的三相线电压，根 据三相线电压获取去掉背景因素的三相线电压幅值；

所述线电压幅值判断单元用于判断所述三相线电压幅值是否在偏差范围内：若在偏差范 围内不相等，则引起该时刻过电压因素包括系统侧过电压，并进一步进行由负荷侧引起的过 电压判定；

若在偏差范围内相等，则该时刻过电压问题仅由负荷侧引起；直接进行由负荷侧引起的 过电压判定；

所述矢量和计算单元，第二数据筛选单元以及过电压原因及评估单元用于判断由负荷侧 引起的过电压原因并引用效用函数进行评估。

所述矢量和计算单元用于根据三相电压电流计算出三相电压矢量和以及三相电流矢量 和；

所述第二数据筛选单元用于筛选过电压时刻三相电压矢量和以及三相电流矢量和；

所述接地电阻计算单元用于采用筛选后的三相电流矢量和计算过电压时段内三相电流矢 量和幅值的均方根值，采用筛选后的三相电压矢量和以及三相电流矢量和计算得到过电压时 段内的接地电阻，根据所述接地电阻计算出该时间段的接地电阻均方根值；

所述过电压原因及评估单元用于根据所述三相电流矢量和幅值的均方根值定义三相不平 衡状态指标ω

由以上技术方案可知，本发明示出一种低压台区过电压原因的判断方法及装置，包括以 下步骤：自起始时刻每间隔预置时间读取一个六角图数据，筛选过电压时刻的所述三相电压 及三相电流，获取去掉背景因素的三相线电压幅值；判断所述三相线电压幅值是否在偏差范 围内相等，以此判断引起过电压的原因中是否包括系统侧过电压；再进一步根据三相不平衡 状态指标及接地电阻状态指标判断负荷侧导致的过电压原因并引用效用函数进行影响程度评 估。本申请示出的一种低压台区过电压原因的判断方法及装置，有效确定380V三相四线制配 电网过电压问题是由何种因素导致的，以及能评估该因素对过电压问题的影响程度，便于配 电网过电压问题研究。

附图说明

为了更清楚的说明申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍， 显而易见地，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中示出的一种低压台区过电压原因判断方法流程图；

图2为本申请实施例中示出的一种低压台区过电压原因的判断装置结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，并使本申请实施例的 上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请实施例中的技术方案作进 一步详细的说明。显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实 施例。

参阅图1，图1为本申请示出一种低压台区过电压原因判断方法流程图具体步骤：

S1：自起始时刻每间隔预置时间读取一个六角图数据，所述六角图数据包括：三相电压 以及三相电流；

在一可行性实施例中，所述起始时刻为0:00，所述预置时间为15分钟，所述获取六角图 数据方式为采用计量自动化系统，所述三相相电压包括：

表1某10kV配变某一天内低压侧的六角图数据

S2：筛选过电压时刻的所述三相电压以及三相电流，获取筛选后的三相电压以及三相电 流；

所述过电压时刻的筛选三相电压以及三相电流范围为：

剔除三相电流小于0.1A对应时刻的数据，用于防止测量误差或某相断路等情况；

筛选出三相电压大于235.4V对应时刻的数据，用于选出过电压时刻的数据，所述过电压 时刻数据为超出供电电压允许偏差范围的数据，根据我国国家标准GB/T12325-2008《电能质 量供电电压偏差》规定了220V单相供电允许偏差上限为7％，因此超过235.4V的数据即为 过电压时刻的数据。

参阅表1，07:45、08:00、08:15、11:00、11:15、11:30、11：45、15:45、16:00、18:45、19:00、19:15、20:15、20:30、20：45时刻均为过电压时刻，将该时刻数据筛选出来，获得筛选后的三相电压以及三相电流。

S3：根据所述筛选后的三相电压计算过电压时刻的三相线电压，根据三相线电压获取去 掉背景因素的三相线电压幅值；

所述三相线电压为：

所述获取去除背景因素的三相线电压幅值的方法为：以负荷最低时刻为基准值，所述基 准值以

在一可行性实施例中，以2：00时刻对应线电压为基准值，此时

表2 U

S4：判断所述三相线电压幅值是否在偏差范围内相等：

若在偏差范围内不相等，则引起该时刻过电压因素包括系统侧过电压，并进一步判断由 负荷侧引起的过电压原因并引用效用函数进行评估；若在偏差范围内相等，则该时刻过电压 问题仅由负荷侧引起；直接判断由负荷侧引起的过电压原因并引用效用函数进行评估。

在一可行性实施例中，偏差范围为10V，由表2中数据可知，07:45、08:15、11:00、11:15、 11:30、11:45、16:00、18:45、19:00、19:15、20:15、20:30等时刻的三相线电压幅值在偏差范 围内不相等，其过电压的因素中包括系统过电压。

S5：判断由负荷侧引起的过电压原因：

S51：根据三相电压电流计算出三相电压矢量和以及三相电流矢量和；

所述根据三相电压电流计算三相电压矢量和以及三相电流矢量和公式为：

S52：筛选过电压时刻的所述三相电压矢量和以及三相电流矢量和；

所述筛选三相电压矢量和以及三相电流矢量和范围为：

剔除三相电流矢量和小于0.1A对应时刻的数据；

剔除三相电压矢量和小于0.5V对应时刻的数据。

S53：采用筛选后的三相电流矢量和计算过电压时段内三相电流矢量和幅值的均方根值， 采用筛选后的三相电压矢量和以及三相电流矢量和计算得到过电压时段内的接地电阻，根据 所述接地电阻计算接地电阻的均方根值；所述过电压时段为检测到连续过电压起始时刻至结 束时刻的时间段。例如表1：

表1中07:45-08:15产生连续过电压，则该时间段为过电压时段。

所述计算三相电流矢量和幅值的均方根值I

其中N为过电压时段内的样本数，所述N的取值范围为0≤N≤96，所述

所述计算接地电阻幅值|Z|的公式为：

所述计算出各时间段内接地电阻幅值的均方根值|Z|

其中，N为过电压时段内的样本数，所述N的取值范围为0≤N≤96，，|Z|

在一可行性实施例中，过电压时段的三相电流矢量和幅值的均方根值以及接地电阻的均 方根值如表3：

表3过电压时段的I

S54:根据所述三相电流矢量和幅值的均方根值定义三相不平衡状态指标ω

所述定义三相不平衡状态指标ω

所述三相不平衡状态指标ω

所述定义接地电阻状态指标ω

所述接地电阻状态指标ω

由于用电客户对配电网电压质量问题十分敏感，且三相电流矢量和的增加和接地电阻的 增大都会加剧台区过电压问题，故可采用风险偏好型效用函数

再考虑某时段台区过电压问题的持续时长，认为过电压持续两小时为过电压最严重时长， 以此定义某时段过电压率p为该时段过电压持续时长与过电压最严重时长之比。取γ＝1，三 相不平衡或变压器接地电阻对某时段台区过电压问题的影响程度函数为：

F(ω)＝p×f(ω)＝p×0.582(e

其中，ω值可为ω

根据F(ω)值评估过电压问题影响程度，所述影响程度包括：无影响、轻微影响、中度影 响、重度影响以及极度影响。

所述评估范围如表4：

表4影响程度评估表

在一可行性实施例中，I

表5各时间段的ω

在一可行性实施例中，根据表4及表5数据，就可确定每个过电压时段内三相不平衡或接 地电阻引起该台区过电压问题的影响严重度，结果如表6所示：

表6各时间段三相不平衡及接地电阻对台区过电压问题的影响程度

参阅图2，图2为本申请示出的一种低压台区过电压原因判断装置，所述装置包括：数 据采集单元、第一数据筛选单元、线电压计算单元、线电压幅值判断单元、矢量和计算单元、 第二数据筛选单元、接地电阻计算单元及过电压原因及评估单元；

所述数据采集单元用于自起始时刻每间隔预置时间读取一个六角图数据，所述六角图数 据包括：三相电压以及三相电流；

所述第一筛选单元用于筛选过电压时刻的所述三相电压以及三相电流，获得筛选后的三 相电压以及三相电流；

所述线电压计算单元用于根据所述筛选后的三相电压计算过电压时刻的三相线电压，根 据三相线电压获取去掉背景因素的三相线电压幅值；

所述线电压幅值判断单元用于判断所述三相线电压幅值是否在偏差范围内相等：若在偏 差范围内不相等，则引起该时刻过电压因素包括系统侧过电压，并进一步判断由负荷侧引起 的过电压原因；

若在偏差范围内相等，则该时刻过电压问题仅由负荷侧引起；直接判断由负荷侧引起的 过电压原因；

所述矢量和计算单元，第二数据筛选单元以及过电压原因及评估单元用于判断由负荷侧 引起的过电压原因并引用效用函数进行评估；

所述矢量和计算单元用于根据三相电压电流计算出三相电压矢量和以及三相电流矢量 和；

所述第二数据筛选单元用于筛选过电压时刻三相电压矢量和以及三相电流矢量和；

所述接地电阻计算单元用于采用筛选后的三相电流矢量和计算过电压时段内三相电流矢 量和幅值的均方根值，采用筛选后的三相电压矢量和以及三相电流矢量和计算得到过电压时 段内的接地电阻，根据所述接地电阻计算出该时间段的接地电阻均方根值；

所述过电压原因及评估单元用于根据所述三相电流矢量和幅值的均方根值定义三相不平 衡状态指标ω

本申请示出的一种低压台区过电压原因的判断方法及装置，适用于380V低压三相四线 制配电网问题的研究，本申请依据10kV配变低压侧的六角图数据，能确定过电压时段内造 成单相过电压或两相过电压的原因，如：系统侧过电压、三相不平衡，变压器中性点接地电 阻过大等，通过判断三相线电压幅值是否在偏差范围内能够判定引起过电压的原因是否包括 系统侧过电压，通过进一步定义三相不平衡状态指标ω

应当理解，本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三” 等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数 据在适当情况下可以互换，例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实 施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如， 包含了一系列环节不必限于清楚列出的那些环节，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些 技术常规使用的其他环节。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参 照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以 对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。