用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法与装置

摘要

本申请提供了用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法与装置，方法包括：获取电力系统补偿网络的一个待检测线路上的检测电流；基于所述检测电流的变化率，确定预设范围内的检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目；以及若特征波形样式的数目大于或等于预定阈值，则确定所述待检测线路为所述故障线路。利用该方法，通过基于检测电流的电流变化率来检测预设范围内的检测电流的波形中所包含的特征波形样式的数目，并基于所检测的特征波形样式的数目来确定待检测线路是否存在故障，可以提高故障线路检测的可靠性。

权利要求

1.用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法，所述电力系统补偿网络包括多个连接在同一母线上的线路，若所述电力系统补偿网络中发生接地故障，则基于脉冲时钟信号在所述多个线路中的每个线路上周期性地产生检测电流，所述方法包括：获取所述电力系统补偿网络的一个待检测线路上的检测电流；

基于所述检测电流的变化率，确定预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目，所述特征波形样式为与所述脉冲时钟信号的一个周期的信号波形反向匹配的波形样式；以及

若所述特征波形样式的数目大于或等于预定阈值，则确定所述待检测线路为所述故障线路；

基于所述检测电流的变化率，确定预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目，包括：

确定所述预设范围内的检测电流的波形中的各个电流跳变点；

确定所述各个电流跳变点对应的稳态电流值；以及基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，确定所述预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述电力系统补偿网络还包括一个消弧线圈、一个与所述消弧线圈并联的电容器和一个与所述母线连接的变压器，所述消弧线圈与所述变压器中性点连接，所述基于脉冲时钟信号在所述多个线路中的每个线路上周期性地产生检测电流具体包括：

利用所述脉冲时钟信号周期地使能/禁用所述电容器，以在所述多个线路中的每个线路上周期性地产生检测电流。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述电容器的使能持续时间与所述电容器的禁用持续时间不相等。

4.如权利要求2所述的方法，其中，基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，确定所述预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目包括：基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，从所述各个电流跳变点中确定出上升沿电流跳变点和下降沿电流跳变点，所述上升沿电流跳变点表示所述检测电流的波形从稳定状态或下降状态转为上升状态的电流跳变点，所述下降沿电流跳变点表示所述检测电流的波形从稳定状态或上升状态转变为下降状态时的电流跳变点；

对于各个上升沿电流跳变点，获取该电流跳变点与其相邻的两个下降沿电流跳变点之间的时间间隔；以及

基于所获取的各个上升沿电流跳变点对应的两个时间间隔与所述电容器的使能持续时间和禁用持续时间，确定所述预设范围内的检测电流的波形中包含的特征波形样式的数目。

5.如权利要求4所述的方法，其中，在从所述各个电流跳变点中确定出上升沿电流跳变点之后，且在对于各个上升沿电流跳变点，获取该电流跳变点与其相邻的两个下降沿电流跳变点之间的时间间隔之前，还包括：从所确定出的上升沿电流跳变点中选择其两个相邻电流跳变点均为下降沿电流跳变点的上升沿电流跳变点。

6.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述预设范围内的检测电流的波形中的各个电流跳变点包括：

将所述检测电流的波形中的满足下述两个条件的电流点确定为电流跳变点：|I(t)‑I(t‑T)|＞k2*max{I(t),I(t‑T)}，其中，t是该电流点所对应的所述检测电流的波形上的时刻，T是所述检测电流的采样周期，I(t)、I(t‑T)和I(t‑2T)分别是所述检测电流的波形中在时刻t、t‑T和t‑2T时对应的电流值，K1是第一预定阈值，以及K2是第二预定阈值，K1大于1且K2小于1。

7.如权利要求6所述的方法，其中，确定所述各个电流跳变点对应的稳态电流值包括：在该电流跳变点与其前一电流跳变点之间的所述检测电流的波形中存在满足下述条件的连续多个电流点且持续时间大于或等于第三预定阈值时，根据该连续多个电流点对应的电流值确定该电流跳变点对应的稳态电流值：|I(t)‑I(t‑T)|＜k2*max{I(t),I(t‑T)}。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述根据该连续多个电流点对应的电流值确定该电流跳变点对应的稳态电流值包括：

将所述连续多个电流点中第一个电流点对应的电流值确定为该电流跳变点对应的稳态电流值。

9.如权利要求4所述的方法，其中，基于所获取出的各个上升沿电流跳变点的两个时间间隔与所述电容器的使能持续时间和禁用持续时间，确定所述预设范围内的检测电流的波形中包含的特征波形样式的数目包括：针对各个上升沿电流跳变点，

获取所述电容器的使能持续时间与该上升沿电流跳变点和前一电流跳变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到第一差值；

获取所述电容器的禁用持续时间与该上升沿电流跳变点和后一电流跳变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到第二差值；以及若所述第一差值和所述第二差值均小于或等于预设阈值，则确定存在与该上升沿电流跳变点对应的特征波形样式；以及

对所确定出的特征波形样式进行计数，作为所述预设范围内的检测电流的波形中包含的特征波形样式的数目。

10.用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的装置，所述电力系统补偿网络包括多个连接在同一母线(6)上的线路(7‑1,7‑2,7‑3)，若所述补偿网络中发生接地故障，则基于脉冲时钟信号在所述多个线路中的每个线路上周期性地产生检测电流，所述装置包括：一个获取单元(210)，用于获取所述电力系统补偿网络的一个待检测线路上的检测电流；

一个特征波形样式数目确定单元(220)，用于基于所述检测电流的变化率，确定预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目，所述特征波形样式为与所述脉冲时钟信号的一个周期的信号波形反向匹配的波形样式；以及一个故障线路确定单元(230)，用于若所述特征波形样式的数目大于或等于预定阈值，则确定所述待检测线路为所述故障线路；

所述特征波形样式数目确定单元(220)包括：一个电流跳变点确定模块(221)，用于确定所述预设范围内的检测电流的波形中的各个电流跳变点；

一个稳态电流值确定模块(223)，用于确定所述各个电流跳变点对应的稳态电流值；以及

一个特征波形样式数目确定模块(225)，用于基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，确定所述预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目。

11.如权利要求10所述的装置，其中，所述电力系统补偿网络还包括一个消弧线圈(52)、一个与所述消弧线圈并联的电容器(51)和一个与所述母线连接的变压器，所述消弧线圈(52)与所述变压器(2)中性点连接，所述在所述多个线路中的每个线路(7‑1,7‑2,7‑3)上周期性地产生检测电流是利用所述脉冲时钟信号周期地使能/禁用所述电容器来在每个线路(7‑1,7‑2,7‑3)上产生的。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述电容器的使能持续时间与所述电容器的禁用持续时间不相等。

13.如权利要求11所述的装置，其中，所述特征波形样式数目确定模块(225)包括：一个上升沿/下降沿电流跳变点确定子模块(2251)，用于基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，从所述各个电流跳变点中确定出上升沿电流跳变点和下降沿电流跳变点，所述上升沿电流跳变点表示所述检测电流的波形从稳定状态或下降状态转为上升状态的电流跳变点，所述下降沿电流跳变点表示所述检测电流的波形从稳定状态或上升状态转变为下降状态时的电流跳变点；

一个时间间隔获取子模块(2253)，用于对于各个上升沿电流跳变点，获取该电流跳变点与其相邻的两个下降沿电流跳变点之间的时间间隔；以及一个特征波形样式数目确定子模块(2255)，用于基于所获取的各个上升沿电流跳变点对应的两个时间间隔与所述电容器的使能持续时间和禁用持续时间，确定所述预设范围内的检测电流的波形中包含的特征波形样式的数目。

14.如权利要求13所述的装置，其中，所述特征波形样式确定模块(225)还包括：选择子模块(2257)，用于从所确定出的上升沿电流跳变点中选择其两个相邻电流跳变点均为下降沿电流跳变点的上升沿电流跳变点。

15.如权利要求10所述的装置，其中，所述电流跳变点确定模块(221)用于：将所述检测电流的波形中的满足下述两个条件的电流点确定为电流跳变点：|I(t)‑I(t‑T)|＞k2*max{I(t),I(t‑T)}，其中，t是该电流点所对应的所述检测电流的波形上的时刻，T是所述检测电流的采样周期，I(t)、I(t‑T)和I(t‑2T)分别是所述检测电流的波形中在时刻t、t‑T和t‑2T时对应的电流值，K1是第一预定阈值，以及K2是第二预定阈值，K1大于1且K2小于1。

16.如权利要求15所述的装置，其中，所述稳态电流值确定模块(223)用于：在该电流跳变点与其前一电流跳变点之间的所述检测电流的波形中存在满足下述条件的连续多个电流点且持续时间大于或等于第三预定阈值时，根据该连续多个电流点对应的电流值确定该电流跳变点对应的稳态电流值：|I(t)‑I(t‑T)|＜k2*max{I(t),I(t‑T)}。

17.如权利要求16所述的装置，其中，所述稳态电流值确定模块(223)用于：将所述连续多个电流点中第一个电流点对应的电流值确定为该电流跳变点对应的稳态电流值。

18.如权利要求13所述的装置，其中，所述特征波形样式数目确定子模块(2255)用于：针对各个上升沿电流跳变点，

获取所述电容器的使能持续时间与该上升沿电流跳变点和前一电流跳变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到第一差值；

获取所述电容器的禁用持续时间与该上升沿电流跳变点和后一电流跳变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到第二差值；以及若所述第一差值和所述第二差值均小于或等于预设阈值，则确定存在与该上升沿电流跳变点对应的特征波形样式；以及

对所确定出的特征波形样式进行计数，作为所述预设范围内的检测电流的波形中包含的特征波形样式的数目。

19.一种计算设备，包括：

处理器；以及

与所述处理器耦合的存储器，用于存储指令，当所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1到9中任一所述的方法。

20.一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述指令当被执行时使得所述机器执行如权利要求1到9中任一所述的方法。

说明书

用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法与装置

技术领域

[0001] 本申请通常涉及电力系统补偿网络领域，更具体地，涉及用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法及装置。

背景技术

[0002] 电力系统补偿网络是指中性点不直接接地的电力系统网络。比如，中性点通过消弧线圈或高阻抗接地。电力系统补偿网络也可以称为小电流接地系统。电力系统补偿网络
通常包括多个连接在同一母线上的线路，并通过该线路与负载相连。

[0003] 在电力系统补偿网络工作时，与母线相连的线路会发生接地故障，比如静态接地故障等。此时需要确定出发生接地故障的线路，以便于工作人员采取相关操作对发生接地
故障的线路进行检修。因此，如何确定发生接地故障的线路成为亟需解决的问题。

发明内容

[0004] 鉴于上述，本申请提供了一种用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法及装置。

[0005] 根据本申请的一个方面，提供了一种用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法，所述电力系统补偿网络包括多个连接在同一母线上的线路，若所述电力系统补偿网
络中发生接地故障，则基于脉冲时钟信号来在所述多个线路中的每个线路上周期性地产生
检测电流，所述方法包括：获取所述电力系统补偿网络的一个待检测线路上的检测电流；基
于所述检测电流的变化率，确定预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式
的数目，所述特征波形样式为与所述脉冲时钟信号的一个周期的信号波形反向匹配的波形
样式；以及若所述特征波形样式的数目大于或等于预定阈值，则确定所述待检测线路为所
述故障线路。

[0006] 利用该方法，基于待检测线路中的检测电流的电流变化率来检测预设范围内的检测电流的波形中所包含的特征波形样式的数目，并基于所检测的特征波形样式数目来确定
待检测线路是否存在故障，能够大大提高故障线路检测的可靠性。

[0007] 可选地，在上述方面的一个示例中，所述补偿网络还包括一个消弧线圈、一个与所述消弧线圈并联的电容器和一个与所述母线连接的变压器，所述消弧线圈与所述侧变压器
的中性点连接，以及基于脉冲时钟信号来在所述多个线路中的每个线路上周期性地产生检
测电流具体包括：利用所述脉冲时钟信号周期地使能/禁用所述电容器，以在所述多个线路
中的每个线路上周期性地产生检测电流。

[0008] 可选地，在上述方面的一个示例中，所述电容器的使能持续时间与所述电容器的禁用持续时间不相等。

[0009] 可选地，在上述方面的一个示例中，基于所述检测电流的变化率，确定预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目，包括：确定所述预设范围内的检测
电流的波形中的各个电流跳变点；确定所述各个电流跳变点对应的稳态电流值；以及基于
各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化
率，确定所述预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目。

[0010] 可选地，在上述方面的一个示例中，基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，确定所述预设范围内的所述检测电流
的波形所包含的特征波形样式的数目包括：基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于
前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，从所述各个电流跳变点中确定出上升沿
电流跳变点和下降沿电流跳变点，所述上升沿电流跳变点表示所述检测电流的波形从稳定
状态或下降状态转为上升状态的电流跳变点，所述下降沿电流跳变点表示所述检测电流的
波形从稳定状态或上升状态转变为下降状态时的电流跳变点；对于各个上升沿电流跳变
点，获取该电流跳变点与其相邻的两个下降沿电流跳变点之间的时间间隔；以及基于所获
取的各个上升沿电流跳变点对应的两个时间间隔与所述电容器的使能持续时间和禁用持
续时间，确定所述预设范围内的检测电流的波形中包含的特征波形样式的数目。

[0011] 可选地，在上述方面的一个示例中，在从所述各个电流跳变点中确定出上升沿电流跳变点之后，且在对于各个上升沿电流跳变点，获取该电流跳变点与其相邻的两个下降
沿电流跳变点之间的时间间隔之前，还可以包括：从所确定出的上升沿电流跳变点中选择
其两个相邻电流跳变点均为下降沿电流跳变点的上升沿电流跳变点。这样，可以确定出该
上升沿电流跳变点是零序电流的真正上升沿电流跳变点。

[0012] 可选地，在上述方面的一个示例中，确定所述预设范围内的检测电流的波形中的各个电流跳变点包括：将所述检测电流的波形中的满足下述两个条件的电流点确定为电流
跳变点：  |I(t)‑I(t‑T)|＞k2*max{I(t),I(t‑T)}，其中，t是该电流
点所对应的所述检测电流的波形上的时刻，T是所述检测电流的采样周期，I(t)、I(t‑T)和I
(t‑2T) 分别是所述检测电流的波形中在时刻t、t‑T和t‑2T时对应的电流值，K1 是第一预
定阈值，以及K2是第二预定阈值，K1大于1且K2小于1。

[0013] 可选地，在上述方面的一个示例中，确定所述各个电流跳变点对应的稳态电流值包括：在该电流跳变点与其前一电流跳变点之间的所述检测电流的波形中存在满足下述条
件的连续多个电流点且持续时间大于或等于第三预定阈值时，根据该连续多个电流点对应
的电流值确定该电流跳变点对应的稳态电流值：|I(t)‑I(t‑T)|＜k2*max{I(t),I(t‑T)}。

[0014] 可选地，在上述方面的一个示例中，所述根据该连续多个电流点对应的电流值确定该电流跳变点对应的稳态电流值包括：将所述连续多个电流点中第一个电流点对应的电
流值确定为该电流跳变点对应的稳态电流值。

[0015] 可选地，在上述方面的一个示例中，基于所获取出的各个上升沿电流跳变点的两个时间间隔与所述电容器的使能持续时间和禁用持续时间，确定所述预设范围内的检测电
流的波形中包含的特征波形样式的数目包括：针对各个上升沿电流跳变点，获取所述电容
器的使能持续时间与该上升沿电流跳变点和前一电流跳变点之间的时间间隔之差的绝对
值，得到第一差值；获取所述电容器的禁用持续时间与该上升沿电流跳变点和后一电流跳
变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到第二差值；以及若所述第一差值和所述第二差值
均小于或等于预设阈值，则确定存在与该上升沿电流跳变点对应的特征波形样式；以及对
所确定出的特征波形样式进行计数，作为所述预设范围内的检测电流的波形中包含的特征
波形样式的数目。

[0016] 根据本申请的另一方面，提供了一种用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的装置，所述电力系统补偿网络包括多个连接在同一母线上的线路，若所述电力系统补偿网
络中发生接地故障，则基于脉冲时钟信号来在所述多个线路中的每个线路上周期性地产生
检测电流，所述装置包括：一个获取单元，用于获取所述电力系统补偿网络的一个待检测线
路上的检测电流；一个特征波形样式数目确定单元，用于基于所述检测电流的变化率，确定
预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目，所述特征波形样式为与
所述脉冲时钟信号的一个周期的信号波形反向匹配的波形样式；以及一个故障线路确定单
元，用于若所述特征波形样式的数目大于或等于预定阈值，则确定所述待检测线路为所述
故障线路。

[0017] 利用本申请的装置，通过基于待检测线路中的检测电流的电流变化率来检测预设范围内的检测电流的波形中所包含的特征波形样式的数目，并基于所检测的特征波形样式
数目来确定待检测线路是否存在故障，可以大大提高故障线路检测的可靠性。

[0018] 可选地，在上述方面的一个示例中，所述电力系统补偿网络还包括一个消弧线圈、一个与所述消弧线圈并联的电容器和一个与所述母线连接的变压器，所述消弧线圈与所述
变压器中性点连接，所述在所述多个线路中的每个线路上周期性地产生检测电流是利用所
述脉冲时钟信号周期地使能/ 禁用所述电容器来在每个线路上产生的。

[0019] 可选地，在上述方面的一个示例中，所述电容器的使能持续时间与所述电容器的禁用持续时间不相等。

[0020] 可选地，在上述方面的一个示例中，所述特征波形样式数目确定单元可以包括：一个电流跳变点确定模块，用于确定所述预设范围内的检测电流的波形中的各个电流跳变
点；一个稳态电流值确定模块，用于确定所述各个电流跳变点对应的稳态电流值；以及一个
特征波形样式数目确定模块，用于基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流
跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，确定所述预设范围内的所述检测电流的波形所包
含的特征波形样式的数目。

[0021] 可选地，在上述方面的一个示例中，所述特征波形样式数目确定模块可以包括：一个上升沿/下降沿电流跳变点确定子模块，用于基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相
对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，从所述各个电流跳变点中确定出上
升沿电流跳变点和下降沿电流跳变点，所述上升沿电流跳变点表示所述检测电流的波形从
稳定状态或下降状态转为上升状态的电流跳变点，所述下降沿电流跳变点表示所述检测电
流的波形从稳定状态或上升状态转变为下降状态时的电流跳变点；一个时间间隔获取子模
块，用于对于各个上升沿电流跳变点，获取该电流跳变点与其相邻的两个下降沿电流跳变
点之间的时间间隔；以及一个特征波形样式数目确定子模块，用于基于所获取的各个上升
沿电流跳变点对应的两个时间间隔与所述电容器的使能持续时间和禁用持续时间，确定所
述预设范围内的检测电流的波形中包含的特征波形样式的数目。

[0022] 可选地，在上述方面的一个示例中，所述特征波形样式确定模块还可以包括：选择子模块，用于从所确定出的上升沿电流跳变点中选择其两个相邻电流跳变点均为下降沿电
流跳变点的上升沿电流跳变点。

[0023] 可选地，在上述方面的一个示例中，所述电流跳变点确定模块用于：将所述检测电流的波形中的满足下述两个条件的电流点确定为电流跳变点： |I
(t)‑I(t‑T)|＞k2*max{I(t),I(t‑T)}，其中，t是该电流点所对应的所述检测电流的波形上
的时刻，T是所述检测电流的采样周期， I(t)、I(t‑T)和I(t‑2T)分别是所述检测电流的波
形中在时刻t、t‑T和 t‑2T时对应的电流值，K1是第一预定阈值，以及K2是第二预定阈值，K1 
大于1且K2小于1。

[0024] 可选地，在上述方面的一个示例中，所述稳态电流值确定模块用于：在该电流跳变点与其前一电流跳变点之间的所述检测电流的波形中存在满足下述条件的连续多个电流
点且持续时间大于或等于第三预定阈值时，根据该连续多个电流点对应的电流值确定该电
流跳变点对应的稳态电流值： |I(t)‑I(t‑T)|＜k2*max{I(t),I(t‑T)}。

[0025] 可选地，在上述方面的一个示例中，所述稳态电流值确定模块用于：将所述连续多个电流点中第一个电流点对应的电流值确定为该电流跳变点对应的稳态电流值。

[0026] 可选地，在上述方面的一个示例中，所述特征波形样式数目确定子模块用于：针对各个上升沿电流跳变点，获取所述电容器的使能持续时间与该上升沿电流跳变点和前一电
流跳变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到第一差值；获取所述电容器的禁用持续时间
与该上升沿电流跳变点和后一电流跳变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到第二差值；
以及若所述第一差值和所述第二差值均小于或等于预设阈值，则确定存在与该上升沿电流
跳变点对应的特征波形样式；以及对所确定出的特征波形样式进行计数，作为所述预设范
围内的检测电流的波形中包含的特征波形样式的数目。

[0027] 根据本申请的另一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器；与所述处理器耦合的存储器，用于存储指令，当所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执
行如上所述的用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法。

[0028] 根据本申请的另一方面，提供了一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述指令当被执行时使得所述机器执行如上所述的用于确定电力系统补偿网络中的故障线
路的方法。

附图说明

[0029] 通过参照下面的附图，可以实现对于本公开内容的本质和优点的进一步理解。在附图中，类似组件或特征可以具有相同的附图标记。

[0030] 图1示出了一种电力系统补偿网络的结构示意图；

[0031] 图2示出了脉冲时钟设备的脉冲控制信号以及在与消弧线圈并联的电容器被周期性使能/禁用期间非故障线路1和故障线路3中的检测电流的电流波形；

[0032] 图3示出了根据本申请的用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的系统的方框图；

[0033] 图4示出了根据本申请的用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的装置的方框图；

[0034] 图5示出了图4中的特征波形样式数目确定单元的一个具体实现的示例的方框图；

[0035] 图6示出了图5中的特征波形样式数目确定模块的一个具体实现的示例的方框图；

[0036] 图7示出了根据本申请的用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法的流程图；

[0037] 图8示出了图7中的用于基于检测电流的电流变化率来确定预设范围内的检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目的过程的一个实现示例的流程图；

[0038] 图9示出了图8中的用于基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，确定预设范围内的检测电流的波形所包含的特征
波形样式的数目的过程的一个实现示例的流程图；

[0039] 图10示出了图9中的用于基于所获取出的各个上升电流跳变点的两个时间间隔与所述电容器的使能持续时间和禁用持续时间来确定预设范围内的检测电流的波形所包含
的特征波形样式的数目的过程的一个实现示例的流程图；和

[0040] 图11示出了根据本申请的用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的计算设备的方框图。

[0041] 附图标记

[0042] 1 电源

[0043] 2 变压器

[0044] 3 零序电压检测装置

[0045] 4 脉冲时钟设备

[0046] 51 电容器

[0047] 52 消弧线圈

[0048] 60 开关

[0049] 6 母线

[0050] 7‑1 线路1

[0051] 7‑2 线路2

[0052] 7‑3 线路3

[0053] 8‑1 负载1

[0054] 8‑2 负载2

[0055] 8‑3 负载3

[0056] W1 脉冲时钟信号波形

[0057] W2 非故障线路中的零序电流波形

[0058] W3 故障线路中的零序电流波形

[0059] 10 故障线路确定系统

[0060] 100 电流监测装置

[0061] 200 故障线路确定装置

[0062] 210 获取单元

[0063] 220 特征波形样式数目确定单元

[0064] 230 故障线路确定单元

[0065] 221 电流跳变点确定模块

[0066] 223 稳态电流值确定模块

[0067] 225 特征波形样式数目确定模块

[0068] 2251 上升沿/下降沿电流跳变点确定子模块

[0069] 2253 时间间隔获取子模块

[0070] 2255 特征波形样式数目确定子模块

[0071] 2257 选择子模块

[0072] 710 获取所监测的待检测线路上的检测电流

[0073] 730 基于检测电流的电流变化率，确定预设范围内的检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目

[0074] 750 针对待检测线路进行故障线路确定

[0075] 810 确定所述预设范围内的检测电流的波形中的各个电流跳变点

[0076] 820 确定所述各个电流跳变点对应的稳态电流值

[0077] 830 基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，确定所述预设范围内的检测电流的波形所包含的特征波形样式的数
目

[0078] 910 从所述各个电流跳变点中确定出上升沿电流跳变点和下降沿电流跳变点

[0079] 920 对于各个上升沿电流跳变点，获取该电流跳变点与其两个相邻下降沿电流跳变点之间的时间间隔

[0080] 930 基于所获取出的各个上升沿电流跳变点的两个时间间隔与所述电容器的使能持续时间和禁用持续时间，确定所述预设范围内的检测电流的波形所包含的特征波形样
式的数目

[0081] 1010 获取所述电容器的使能持续时间与该上升沿电流跳变点和前一电流跳变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到第一差值

[0082] 1020 获取所述电容器的禁用持续时间与该上升沿电流跳变点和后一电流跳变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到第二差值

[0083] 1030 判断第一差值和第二差值是否均小于或等于预定阈值

[0084] 1040 将特征波形样式计数加1

[0085] 1050 针对所有上升沿电流跳变点完成特征波形样式确定

[0086] 1100 计算设备

[0087] 1110 处理器

[0088] 1120 存储器

具体实施方式

[0089] 现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求
书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本公开内容的保护范围的
情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者
添加各种过程或组件。例如，所描述的方法可以按照与所描述的顺序不同的顺序来执行，以
及各个步骤可以被添加、省略或者组合。另外，相对一些示例所描述的特征在其它例子中也
可以进行组合。

[0090] 如本文中使用的，术语“包括”及其变型表示开放的术语，含义是“包括但不限于”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一实施例”表示“至少一个实施
例”。术语“另一个实施例”表示“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不
同的或相同的对象。下面可以包括其他的定义，无论是明确的还是隐含的。除非上下文中明
确地指明，否则一个术语的定义在整个说明书中是一致的。

[0091] 在本文中，术语“特征波形样式”是指在电力系统补偿网络中发生接地故障时，与脉冲时钟设备生成的脉冲时钟信号的一个周期的信号波形反向匹配的波形样式。所述反向
匹配是指将检测电流波形按照周期分割，并对每个周期的波形部分经过反向处理，然后将
反向处理后的波形部分与脉冲时钟信号的一个周期的信号波形进行样式匹配。如果匹配成
功，则认为该波形部分属于特征波形样式。否则，认为该波形部分不属于特征波形样式。本
实施例的反向处理，可以认为是将整个波形从上向下旋转180度，即垂直翻转。图2中的横坐
标为检测时间，纵坐标为电流的大小。图2中所示出的故障线路的检测电流的波形W3中，从
0.5秒到1.5秒的波形部分属于特征波形样式。从图2中可以看出，在W3中包含4个特征波形
样式。这里，波形样式可以指周期性的波形中，一个周期的波形的变化趋势。例如，W1在1秒
处的电流开始呈上升趋势，相应地，W3在1秒处的电流开始呈下降趋势，W1在1秒到1.5秒之
间的稳态电流值持续时间与W3在1 秒到1.5秒之间的稳态电流值持续时间几乎相同。本发
明的匹配指的是波形样式大体上呈一致，并不要求两个波形样式一模一样。

[0092] 在本文中，术语“电流波形中的电流跳变点”是指电流从一种状态转变为另一状态时对应的电流点，比如从上升状态或稳定状态转为下降状态，或者从下降状态或稳定状态
转为上升状态。状态的种类共包括以下三种：上升状态、稳定状态、下降状态。

[0093] 在本文中，术语“电流波形部分的电流稳态”是指电流波动在预定范围内且持续预定时间，从电流波形上反映出来的是接近一条直线，图2中 W3的1.5秒至2秒所示出的波形
就是电流稳态。“稳态电流值”是指电流稳定状态时的电流值，例如连续测量三次，选择第一
次测量的电流值作为稳态电流值。当然也可以采用其他方式来确定稳态电流值，在此不再
赘述。

[0094] 在本文中，术语“电容器的使能持续时间”是指在脉冲时钟信号的一个周期内使得与消弧线圈并联的电容器起作用的持续时间。术语“电容器的禁用持续时间”是指在脉冲时
钟信号的一个周期内禁止与消弧线圈并联的电容器起作用的持续时间。

[0095] 图1示出了一种电力系统补偿网络的结构示意图。如图1所示，电力系统补偿网络包括电源1、母线6一侧的变压器2、零序电压检测装置3、脉冲时钟设备4、电容器51、消弧线
圈52、母线6、线路7‑1、线路7‑2、线路7‑3和负载8‑1、8‑2、8‑3。

[0096] 电源1提供用于向负载8‑1、8‑2和8‑3供应的电压信号。变压器2分别与电源1和母线6相连，用于对电源1提供的电压信号进行电压变换，并将经过电压变换后的电压信号提
供给母线6。母线6经由线路7‑1与负载 8‑1相连，经由线路7‑2与负载8‑2相连，以及经由线
路7‑3与负载8‑3相连。在从变压器2获得经过电压变换后的电压信号后，分别经由线路7‑1、 
7‑2和7‑3将该电压信号提供给负载8‑1、8‑2和8‑3。

[0097] 零序电压检测装置3与母线6相连，用于检测在电力系统补偿网络中发生接地故障时(即，线路7‑1、7‑2和7‑3中存在接地故障的线路时)母线6上产生的零序电压。例如，零序
电压检测装置3可以利用电压互感器来实现，如图1中所示。电压互感器与母线相连的一侧
为一次侧，以及不与母线相连的一侧为二次侧。

[0098] 零序电压检测装置3还与脉冲时钟设备4相连，例如以无线或有线的方式连接，用于在检测到零序电压时，触发脉冲时钟设备4来生成脉冲时钟信号。即，当线路上零序电压
出现时，就可以确定有线路发生接地故障，此时各线路上已经有相应地零序电流产生。但是
该零序电流很小，因此需要有另外的脉冲时钟设备4在各个线路上生成另外的零序电流。接
地故障本身所产生的零序电流与脉冲时钟设备4所产生的零序电流叠加后，各个线路上的
电流为本发明的检测电流。可选地，该脉冲时钟信号的一个周期内的低电平持续时间和高
电平持续时间可以不相等，以便更加方便地识别出特征波形样式。如图2所示，脉冲控制信
号的波形为W1，非故障线路中检测电流的波形为W2，故障线路中检测电流的波形为W3。故障
线路的低电平持续时间与脉冲信号的高电平持续时间是相同的。

[0099] 消弧线圈52与变压器2中性点相连，电容器51还经由开关60与消弧线圈52耦合或断开，通过周期性地使能/禁用与消弧线圈52并联的电容器 51起作用来改变待检测线路上
的检测电流(比如，接地线路7‑1、7‑2和7‑3 上的零序电流3I0L1、3I0L2或3I0L3)的电流波形。
开关的闭合和断开是利用脉冲时钟设备4所产生的脉冲时钟信号来控制的。

[0100] 表1中示出了在与消弧线圈52并联的电容器51被使能/禁用起作用期间，非故障线路7‑1和故障线路7‑3中的零序电流变化的表格。

[0101]

[0102] 表1

[0103] 如表1所示，当电容器51起作用时(即开关60闭合时)，非故障线路 7‑1中的零序电流3I0L1从3ωC0L1U0增加到(3ωC0L1+ωCa)U0，而故障线路7‑3中的零序电流3I0L3从
减小到 其中，3I0Li是指线路7‑i的零
序电流，U0是指母线上的零序电压，C0Li是指线路7‑i的零序电容值，L0是消弧线圈的电感值，
Ca是与消弧线圈52并联的电容器51的电容值，ω＝2πf，f是电力系统补偿网络的频率，以及
C0Σ是电力系统补偿网络的总零序电容值， C0Li是线路7‑i上的电容值，每个线
路上的电容值可以通过测量来获得，然后将所有线路上的电容值求和来得到电力系统补偿
网络的总零序电容值。

[0104] 图2示出了脉冲时钟设备的脉冲时钟信号W1以及在电容器51被周期性使能/禁用时非故障线路7‑1和故障线路7‑3中的检测电流的电流波形W2 和W3。从图2中可以看出，故
障线路7‑3中的检测电流波形W3中的波形样式与脉冲时钟设备的脉冲时钟信号W1中的波形
样式反向匹配，即，将 W3的波形反向处理后得到的波形的样式与W1的波形的样式近似匹
配，而非故障线路7‑1中的检测电流的电流波形W2的波形样式与脉冲时钟信号 W1的波形样
式不匹配，这样，通过将故障线路3和非故障线路1的检测电流波形与脉冲时钟信号的波形
进行反向匹配，可以区分出故障线路和非故障线路。

[0105] 在现有的基于零序电流的故障线路确定方案中，通过周期性地使能/禁用与消弧线圈52并联的电容器51起作用来改变待检测线路上的检测电流 (比如，接地线路7‑1、7‑2
和7‑3上的电流3I0L1、3I0L2或3I0L3)的电流波形，并通过检测待检测线路上的检测电流波形
在预设范围中所包含的特征波形样式的数目是否大于或等于预设阈值来确定该待检测线
路是否是故障线路。

[0106] 在上述接地故障选线方案中，在进行特征波形样式确定时，针对所检测到的检测电流波形的一个周期内的波形部分，执行下述比较过程：(1) 比较脉冲时钟信号中的电容
器使能信号部分持续时间(例如，高电平信号持续时间)与检测电流波形部分中的反向波形
部分持续时间(例如，低电平信号持续时间)是否近似相等，以及比较脉冲时钟信号中的电
容器禁用信号部分持续时间(例如，低电平信号持续时间)与检测电流波形部分中的反向波
形部分持续时间(例如，高电平信号持续时间)是否近似相等；或者(2)将检测电流中的与电
容器使能信号部分和电容器禁用信号部分对应的检测电流值之间的绝对差值与预定电流
阈值进行比较来确定。如果(1) 中的比较结果为都是近似相等，或者(2)中的比较结果为该
绝对差值大于该预定电流阈值，则确定该周期的波形部分属于特征波形样式。

[0107] 然而，当电力系统补偿网络发生接地故障时，由于故障点的故障位置和接地阻抗都是不确定的，因此故障线路上的零序电流(检测电流)的绝对差值变化很大。

[0108] 表2示出了某一10kv接地系统中的不同故障位置、接地阻抗与零序电流中的电流变化差值间的关系的表格。在表2中，Off是指开关断开而导致电容器51不起作用的情形，以
及On是指开关闭合而导致电容器51起作用的情形。故障位置利用与电力系统补偿网络中的
电力网络保护装置安装位置处之间的距离来表示。例如，故障位置为1km是指故障位置为与
电力网络保护装置安装位置相距1km的故障位置。

[0109]

[0110] 表2

[0111] 如表2中所示，在0欧姆、故障位置为1km时，△3I0是1.71A，而在5000欧姆、故障位置为30km时，△3I0是0.41A。表格2中的这些电流值都是电力系统的一次电流值，而在进行
故障线路确定时，所采集的检测电流是电流的二次电流值，一次电流值本身就不是很大，折
算到二次电流值以后会变得更小。为了让保护范围尽可能的大以满足不同故障位置和接地
阻抗时都能正确进行故障线路确定，即，涵盖表2中所述的所有故障位置/接地阻抗情形，如
果单纯采用绝对差值来进行比较，则比较基准就不得不采用较小的阈值，比如小于0.41A。
而此时二次值可能只有几毫安，如在电流互感器的变比为100/1的情况下，对应的二次值只
有4毫安。此时如果系统由于受到电磁干扰而导致电流发生波动，则针对该种情况，仍然会
被检测为待检测线路发生接地故障，由此触发保护装置来启动保护，比如跳闸等，从而导致
保护误动作，比如误跳闸等。

[0112] 现在结合附图来描述本申请的用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法、装置及系统的实施例。

[0113] 图3示出了根据本申请的用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的系统10(下文中简称为“故障线路确定系统10”)的方框图。

[0114] 如图3所示，故障线路确定系统10包括电流监测装置100。电流监测装置100用于监测各个待检测线路上的检测电流。针对包括多个连接在同一母线6上的线路的电力系统补
偿网络，当电力系统补偿网络中发生接地故障时，零序电压检测装置3会检测到母线6上的
零序电压，然后触发脉冲时钟设备4来生成脉冲时钟信号。该脉冲时钟信号周期性地闭合和
断开用于耦合电容器51和消弧线圈52的开关60，从而周期地使能/禁用与消弧线圈52并联
的电容器51起作用而在待检测线路(比如线路7‑1、7‑2和7‑3) 上产生检测电流(即，在脉冲
时钟信号在线路7‑1、7‑2和7‑3上分别产生的零序电流与发生故障时产生的零序电流之
和)。电流监测装置100可以采用任何类型的电流测量装置来实现，比如电流传感器。

[0115] 故障线路确定系统10还包括用于确定电力系统补偿网络中的故障选线线路的装置200(下文中简称为“故障线路确定装置200”)。故障线路确定装置200与电流监测装置100
通过有线或无线的方式耦合，用于获取电流监测装置100所监测的待检测线路上的检测电
流，并且基于所接收的待检测线路的检测电流波形来确定该待检测线路是否是故障线路。

[0116] 图4示出了根据本申请的故障线路确定装置200的一个示例的方框图。如图4所示，故障线路确定装置200包括获取单元210，用于从电流监测装置100获取所监测的待检测线
路上的检测电流。获取单元210可以通过主动获取或被动接收的方式来与电流监测装置100
通信以获取待检测线路上的检测电流。获取单元210与电流监测装置100之间的通信可以是
有线通信，也可以是无线通信。

[0117] 故障线路确定装置200还包括特征波形样式数目确定单元220，用于基于所述检测电流的变化率，确定预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目。这
里，预设范围的大小可以任意设定，或者根据试验值或经验值进行设定。例如，预设范围为5
个脉冲周期，在此观测范围内，假定有3个(此个数可以是根据需要设定的)特征波形样式被
成功检测到，即认为该线路为故障线路。

[0118] 图5示出了图4中的特征波形样式数目确定单元220的一个具体实现的示例的方框图。如图5中所示，特征波形样式数目确定单元220可以包括电流跳变点确定模块221、稳态
电流值确定模块223和特征波形样式数目确定模块225。

[0119] 其中，电流跳变点确定模块221用于确定预设范围内的检测电流的波形中的各个电流跳变点。例如，在一个示例中，电流跳变点确定模块221 可以将预设范围内的检测电流
的波形中的满足下述两个条件的电流点确定为电流跳变点： (2)
|I(t)‑I(t‑T)|＞k2*max{I(t),I(t‑T)}，其中，t是该电流点所对应的所述检测电流的波形
上的时刻，T是所述检测电流的采样周期，I(t)、I(t‑T)和I(t‑2T)分别是所述检测电流的波
形中在时刻t、t‑T和t‑2T时对应的电流值，K1是第一预定阈值，以及K2是第二预定阈值，K1
大于1且K2小于1。这里，K1和K2是可由用户设置的设定值，比如可以根据试验值或经验值设
定。此外，K1和K2通常采用百分比来表示。这里，条件(1)反映的是在该点处是否存在有电流
跳变，以及条件(2)反映的是该电流跳变是否大于或等于预定阈值，以确定该电流跳变是否
属于零序电流的电流跳变。

[0120] 稳态电流值确定模块223用于确定各个电流跳变点对应的稳态电流值。这里，电流跳变点对应的稳态电流值是指该电流跳变点与其前一电流跳变点之间的检测电流波形部
分的稳态电流值。在一个示例中，稳态电流值确定模块223可以在电流跳变点与其前一电流
跳变点之间的检测电流的波形中存在满足下述条件的连续多个电流点且持续时间大于或
等于第三预定阈值时，根据该连续多个电流点来确定该电流跳变点对应的稳态电流值：(3) 
|I(t)‑I(t‑T)|＜k2*max{I(t),I(t‑T)}，其中，t是该电流点所对应的所述检测电流的波形
上的时刻，T是所述检测电流的采样周期，K2是第二预定阈值。此外，在一个示例中，所述根
据该连续多个电流点对应的电流值确定该电流跳变点对应的稳态电流值可以包括：将所述
连续多个电流点中第一个电流点对应的电流值确定为该电流跳变点对应的稳态电流值。

[0121] 特征波形样式数目确定模块225用于基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，确定所述预设范围内的所述检测电流
的波形所包含的特征波形样式的数目。

[0122] 图6示出了图5中的特征波形样式数目确定模块的一个具体实现的示例的方框图。如图6中所示，特征波形样式数目确定模块225可以包括上升沿/下降沿电流跳变点确定子
模块2251、时间间隔获取子模块2253和特征波形样式数目确定子模块2255。

[0123] 上升沿/下降沿电流跳变点确定子模块2251用于基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，从各个电流跳变点中确定
出上升沿电流跳变点和下降沿电流跳变点。这里，所述上升沿电流跳变点表示所述检测电
流的波形从稳定状态或下降状态转为上升状态的电流跳变点，所述下降沿电流跳变点表示
所述检测电流的波形从稳定状态或上升状态转变为下降状态时的电流跳变点。

[0124] 在一个示例中，上升沿/下降沿电流跳变点确定子模块2251可以针对各个电流跳变点，按照下述方式确定该电流跳变点是上升沿电流跳变点、下降沿电流跳变点或者两者
都不是：首先，上升沿/下降沿电流跳变点确定子模块2251获取该电流跳变点对应的稳态电
流值Isteady(n)相对于其前一电流跳变点的稳态电流值Isteady(n‑1)的电流变化率ΔI％，Δ
I％＝[(Isteady(n)‑Isteady(n‑1)]/max[Isteady(n),Isteady(n‑1)]*100％，其中，max是取最大值
的函数。接着，上升沿/下降沿电流跳变点确定子模块2251确定该差值ΔI 是否小于‑Δ
Ithreshold％，或者是否大于ΔIthreshold％，或者是否为‑ΔIthreshold％≤ΔI≤ΔIthreshold％。在
该差值ΔI小于‑ΔIthreshold％时，确定该电流跳变点为下降沿电流跳变点。在该差值大于Δ
Ithreshold％时，确定该电流跳变点为上升沿电流跳变点。在‑ΔIthreshold％≤ΔI≤Δ
Ithreshold％时，确定该电流跳变点既不是上升沿电流跳变点，也不是下降沿电流跳变点。这
里，ΔIthreshold％可以是根据电力补偿网络参数来设置，电力补偿网络参数可以包括消弧线
圈电感电抗、并联电容器容抗、线路对地零序电容容抗等。ΔIthreshold％可以是经验值或者
试验值。

[0125] 时间间隔获取子模块2253用于对于各个上升沿电流跳变点，获取该电流跳变点与其两个相邻下降沿电流跳变点之间的时间间隔。然后，特征波形样式数目确定子模块2255
基于所获取的各个上升沿电流跳变点对应的两个时间间隔与所述电容器的使能持续时间
和禁用持续时间，确定所述预设范围内的检测电流的波形中包含的特征波形样式的数目。

[0126] 在一个示例中，特征波形样式数目确定子模块2255可以针对各个上升沿电流跳变点，获取脉冲控制信号周期中的电容器使能持续时间与该上升沿电流跳变点和前一电流跳
变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到第一差值；获取脉冲控制信号周期中的电容器禁
用持续时间与该上升沿电流跳变点和后一电流跳变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到
第二差值；以及在第一差值和所第二差值均小于或等于预设阈值时，确定存在与该上升沿
电流跳变点对应的特征波形样式；以及对所确定出的特征波形样式进行计数，作为预设范
围内的检测电流的波形中包含的特征波形样式的数目。

[0127] 此外，可选地，特征波形样式数目确定模块225还可以包括选择子模块2257，用于在时间间隔获取子模块2253获取各个上升沿电流跳变点与其两个相邻下降沿电流跳变点
之间的时间间隔之前，从所确定出的上升沿电流跳变点中选择其两个相邻电流跳变点均为
下降沿电流跳变点的上升沿电流跳变点。然后，特征波形样式数目确定子模块2255针对所
选择的上升沿电流跳变点来执行特征波形样式数目确定过程。利用该选择子模块2257，可
以在特征波形样式数目确定子模块2255执行操作之前，从上升沿/下降沿电流跳变点确定
子模块2251所确定的上升沿电流跳变点中去除其两个相邻电流跳变点中存在至少一个为
上升沿电流跳变点的上升沿电流跳变点，从而可以减少特征波形样式数目确定子模块2255
的处理量。

[0128] 故障线路确定装置200还包括故障线路确定单元230，用于在所确定出的特征波形样式的数目大于或等于预定阈值时，确定待检测线路为故障线路。这里，可选地，预定阈值
可以是与预设范围相关的阈值。例如，假设预设范围为从0秒到5秒的时间范围，则对应的预
定阈值为3。在这种情况下，如果所确定出的特征波形样式的数目大于或等于3，则确定该检
测线路为故障线路。否则，确定该检测线路为非故障线路。如果预设范围为从0 秒到20秒的
时间范围，则对应的预定阈值为17。在这种情况下，如果所确定出的特征波形样式的数目大
于或等于17，则确定该检测线路为故障线路。否则，确定该检测线路为非故障线路。

[0129] 上面参照图3到图6对根据本申请的用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的装置和系统进行描述，下面结合图7到图10描述根据本申请的用于确定电力系统补偿网络
中的故障线路的方法。

[0130] 图7示出了根据本申请的用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法的流程图。如图7所示，首先，在块710，在电流监测装置100监测到电力系统补偿网络中的一个待检
测线路上的检测电流后，故障线路确定装置200中的获取单元210从电流监测装置100获取
所监测的待检测线路上的检测电流。

[0131] 然后，在块730，故障线路确定装置200中的特征波形样式数目确定单元220基于所述检测电流的变化率，确定预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式的数
目。图8示出了图7中的用于基于检测电流的电流变化率来确定预设范围内的检测电流的波
形所包含的特征波形样式的数目的过程的一个实现示例的流程图。

[0132] 如图8中所示，在块810，确定预设范围内的检测电流的波形中的各个电流跳变点。例如，在一个示例中，可以将预设范围内的检测电流的波形中的满足下述两个条件的电流
点确定为电流跳变点：  (2)|I(t)‑I(t‑T)|＞k2*max{I(t),I(t‑
T)}，其中，其中，t是该电流点所对应的所述检测电流的波形上的时刻，T是所述检测电流的
采样周期，I(t)、 I(t‑T)和I(t‑2T)分别是所述检测电流的波形中在时刻t、t‑T和t‑2T时对
应的电流值，K1是第一预定阈值，以及K2是第二预定阈值，K1大于1且 K2小于1。这里，K1和
K2是可由用户设置的设定值，比如可以根据试验值或经验值设定。此外，K1和K2通常采用百
分比来表示。这里，条件(1) 反映的是在该点处是否存在有电流跳变，以及条件(2)反映的
是该电流跳变是否大于或等于预定阈值，以确定该电流跳变是否属于零序电流的电流跳
变。

[0133] 接着，在块820，确定各个电流跳变点对应的稳态电流值。在一个示例中，可以在电流跳变点与其前一电流跳变点之间的检测电流的波形中存在满足下述条件的连续多个电
流点且持续时间大于或等于第三预定阈值时，根据该连续多个电流点来确定该电流跳变点
对应的稳态电流值：(3) |I(t)‑I(t‑T)|＜k2*max{I(t),I(t‑T)}，其中，t是该电流点所对
应的所述检测电流的波形上的时刻，T是所述检测电流的采样周期，K2是第二预定阈值。此
外，在一个示例中，所述根据该连续多个电流点对应的电流值确定该电流跳变点对应的稳
态电流值可以包括：将所述连续多个电流点中第一个电流点对应的电流值确定为该电流跳
变点对应的稳态电流值。

[0134] 然后，在块830，基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，确定所述预设范围内的检测电流的波形所包含的特征波形
样式的数目。

[0135] 图9示出了图8中的用于基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，确定预设范围内的检测电流的波形所包含的特征
波形样式的数目的过程的一个实现示例的流程图。

[0136] 如图9所示，在块910，基于各个电流跳变点对应的稳态电流值相对于前一电流跳变点对应的稳态电流值的电流变化率，从所述各个电流跳变点中确定出上升沿电流跳变点
和下降沿电流跳变点，所述上升沿电流跳变点表示所述检测电流的波形从稳定状态或下降
状态转为上升状态的电流跳变点，所述下降沿电流跳变点表示所述检测电流的波形从稳定
状态或上升状态转变为下降状态时的电流跳变点。例如，可以针对各个电流跳变点，按照下
述方式确定该电流跳变点是上升沿电流跳变点、下降沿电流跳变点或者两者都不是：首先，
获取该电流跳变点对应的稳态电流值Isteady(n)相对于其前一电流跳变点的稳态电流值
Isteady(n‑1)的电流变化率ΔI％，ΔI％＝[(Isteady(n)‑Isteady(n‑1)]/max[Isteady(n),Isteady
(n‑1)]*100％，其中，max是取最大值的函数。接着，确定该差值ΔI是小于‑ΔIthreshold％还
是大于ΔIthreshold％，或者两者都不是。在该差值ΔI小于‑ΔIthreshold％时，确定该电流跳变
点为下降沿电流跳变点。在该差值大于ΔIthreshold％时，确定该电流跳变点为上升沿电流跳
变点。在该差值‑ΔIthreshold％≤ΔI≤ΔIthreshold％时，确定该电流跳变点既不是上升沿电
流跳变点，也不是下降沿电流跳变点。

[0137] 接着，在块920，对于各个上升沿电流跳变点，获取该电流跳变点与其两个相邻下降沿电流跳变点之间的时间间隔。

[0138] 然后，在块930，基于所获取出的各个上升沿电流跳变点的两个时间间隔与所述电容器的使能持续时间和禁用持续时间，确定预设范围内的检测电流的波形中包含的特征波
形样式的数目。

[0139] 图10示出了图9中的用于基于所获取出的各个上升电流跳变点的两个时间间隔与所述电容器的使能持续时间和禁用持续时间来确定预设范围内的检测电流的波形所包含
的特征波形样式的数目的过程的一个实现示例的流程图。

[0140] 如图10所示，在块1010，针对各个上升沿电流跳变点，获取电容器的使能持续时间与该上升沿电流跳变点和前一电流跳变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到第一差值。

[0141] 在块1020，获取电容器的禁用持续时间与该上升沿电流跳变点和后一电流跳变点之间的时间间隔之差的绝对值，得到第二差值。

[0142] 在块1030，判断第一差值和第二差值是否都小于或等于预设阈值。在第一差值和所第二差值都小于或等于预设阈值时，在块1040，确定存在与该上升沿电流跳变点对应的
特征波形样式，并且将所确定出的特征波形样式的计数加1，然后进行到块1050。在第一差
值和所第二差值中存在一个大于预设阈值时，进行到块1050。

[0143] 在块1050中，判断是否针对所有上升沿电流跳变点都完成上述特征波形样式确认。如果针对所有上升沿电流跳变点都完成上述特征波形样式确认，则将所确定出的特征
波形样式的数目作为预设范围内的检测电流的波形中包含的特征波形样式的数目。否则，
流程继续到块1010，针对下一上升沿电流跳变点执行特征波形样式确定过程。

[0144] 此外，可选地，在块920之前，还可以包括：从所确定出的上升沿电流跳变点中选择其两个相邻电流跳变点均为下降沿电流跳变点的上升沿电流跳变点。然后，在块920中，针
对所选择出的各个上升沿电流跳变点，获取该电流跳变点与其两个相邻下降沿电流跳变点
之间的时间间隔。

[0145] 在如上确定出预设范围内的检测电流的波形所包含的特征波形样式的数目之后，在块750，基于所确定出的特征波形样式的数目，确定待检测线路是否为故障线路。具体地，
在所确定出的特征波形样式的数目大于或等于预定阈值时，确定待检测线路为故障线路。
在所确定出的特征波形样式的数目小于预定阈值时，确定待检测线路为非故障线路。

[0146] 应该明白的是，参照图3到10描述的模块和对应功能是用于例示而不是用来限制，具体功能可以在不同的模块中或者在单个模块中实现。

[0147] 在根据本申请的用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法中，是基于待检测线路上的检测电流的电流变化率来进行的，而电流变化率仅仅依赖于网络参数，并不依
赖于故障位置和接地阻抗，如表3中的表格所示，即，不依赖于母线上的零序电压U0，从而能
够可靠地选择接地故障线路。

[0148]

[0149] 表3

[0150] 此外，从表3中可以看出，当对用于电流变化率比较的预定阈值进行合适选择时，比如选择为15％，则根据本申请的方法可以覆盖具有不同故障位置和接地阻抗的所有情
形，而这在现有技术中无法实现。

[0151] 如上参照图3到图10，对根据本申请的用于确定电力系统补偿网络中的故障线路的方法和装置的实施例进行了描述。上面的故障线路确定装置可以采用硬件实现，也可以
采用软件或者硬件和软件的组合来实现。

[0152] 在本申请中，故障线路确定装置200可以利用计算设备实现。图11示出了根据本申请的实施例的用于确定电力系统补偿网络的故障线路的计算设备1100的方框图。根据一个
实施例，计算设备1100可以包括处理器1110，处理器1110执行在计算机可读存储介质(即，
存储器1120)中存储或编码的一个或多个计算机可读指令(即，上述以软件形式实现的元
素)。

[0153] 在一个实施例中，在存储器1120中存储计算机可执行指令，其当执行时使得一个或多个处理器1110：获取所述电力系统补偿网络的一个待检测线路上的检测电流；基于所
述检测电流的变化率，确定预设范围内的所述检测电流的波形所包含的特征波形样式的数
目，所述特征波形样式为与所述脉冲时钟信号的一个周期的信号波形反向匹配的波形样
式；以及若所述特征波形样式的数目大于或等于预定阈值，则确定所述待检测线路为所述
故障线路。

[0154] 应该理解，在存储器1120中存储的计算机可执行指令当执行时使得一个或多个处理器1110进行本申请的各个实施例中以上结合图3‑10描述的各种操作和功能。

[0155] 根据一个实施例，提供了一种比如非暂时性机器可读介质的程序产品。非暂时性机器可读介质可以具有指令(即，上述以软件形式实现的元素)，该指令当被机器执行时，使
得机器执行本申请的各个实施例中以上结合图 3‑10描述的各种操作和功能。具体地，可以
提供配有可读存储介质的系统或者装置，在该可读存储介质上存储着实现上述实施例中任
一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机或处理器读出并执行存储
在该可读存储介质中的指令。

[0156] 在这种情况下，从可读介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此机器可读代码和存储机器可读代码的可读存储介质构成了本发明的一部
分。

[0157] 可读存储介质的实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD‑ROM、 CD‑R、CD‑RW、DVD‑ROM、DVD‑RAM、DVD‑RW、DVD‑RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网
络从服务器计算机上或云上下载程序代码。

[0158] 本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和修改。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。

[0159] 需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和单元都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或单元。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需
要进行调整。上述各实施例中描述的装置结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有
些单元可能由同一物理实体实现，或者，有些单元可能分由多个物理实体实现，或者，可以
由多个独立设备中的某些部件共同实现。

[0160] 以上各实施例中，硬件单元或模块可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元、模块或处理器可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或
ASIC)来完成相应操作。硬件单元或处理器还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或
其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械
方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。

[0161] 上面结合附图阐述的具体实施方式描述了示例性实施例，但并不表示可以实现的或者落入权利要求书的保护范围的所有实施例。在整个本说明书中使用的术语“示例性”意
味着“用作示例、实例或例示”，并不意味着比其它实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对
所描述技术的理解的目的，具体实施方式包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的
情况下实施这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解，公
知的结构和装置以框图形式示出。

[0162] 本公开内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容。对于本领域普通技术人员来说，对本公开内容进行的各种修改是显而易见
的，并且，也可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，将本文所定义的一般性原理应
用于其它变型。因此，本公开内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开
的原理和新颖性特征的最广范围相一致。