CN101436776A - 小电流接地系统接地选线方法 - Google Patents

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Abstract

一种小电流接地系统接地选线方法，解决了现有的选线方法存在的灵敏度低及选线有误的问题。包括以下步骤；1.将单回线和双回线进行编号并预置在微机中；2.由微机判别系统有无接地及接地相别；3.微机根据单回线和双回线编号将测量的正常运行时零序电流、接地时单回线的零序电流及母线上的零序电压、双回线的零序电流，接地转移时母线上的零序电压、双回线零序电流、单回线的零序电流按照接地转移特征公式进行计算；将计算结果与接地转移时经接地相的分相开关流过的接地电流IJ进行比较，确定故障线路。优点是：具有灵敏度高及选线准确的特点，对于准确识别接地回路，掌握系统接地及消弧线圈补偿情况、促进提高系统安全可靠运行等具有重要意义。

Description

小电流接地系统接地选线方法
技术领域
本发明涉及一种电力系统接地选线方法，特别涉及一种小电流接地系统接地选线方法。
背景技术
目前，在电力系统3.3千伏至66千伏电网中，以零序电流、零序电压为参量的选线方法有：1)基波零序电流比幅比相法；2)基于零序功率选线法；3)基于谐波分量选线法；4)基于暂态过程首半波选线法。在这些选线方法中，由于受系统运行方式、线路长短、零序电流互感器不平衡及接地程度等因素影响，都存在着灵敏度低及选线有误等问题。此外，为了了解掌握系统的接地参数，需要在系统进行模拟接地试验，并需要通过很多的测试仪器及不同内容的反复测试才能获得；而且进行此项工作又有一定的风险性。
发明内容
本发明的目的是要克服现有技术存在的不足之处，提供一种小电流接地系统接地选线的方法。该方法利用双回线接地转移特征公式和单回线接地转移特征公式建立模型，以零序电流增量变化识别接地回路，消除了零序互感器不平衡电流对接地选线的影响；接地选线精度不受运行方式及天气情况、接地线路长短、接地程度轻重影响；具有灵敏度高及选线准确的特点，对于准确识别接地回路，掌握系统接地及消弧线圈补偿情况、促进提高系统安全可靠运行等具有重要意义。
本发明提出的小电流接地系统接地选线方法，包括以下步骤；
1、将不同的单回线和双回线进行编号并预置在微机中；
2、由微机实时采集、计算变电站母线上的相、线电压及零序电压和各线路零序电流，判别系统有无接地及接地的相别，当系统发生单相接地故障时，由微机给出接地相的分相开关合闸指令，同时给出录波指令；
3、微机根据单回线和双回线的编号，将测量的正常运行时单回线的零序电流I0、双回线第一线的零序电流I01、双回线第二线的零序电流I02，接地时单回线的零序电流I0′、母线上的零序电压U0′、双回线第一线的零序电流I01′、双回线第二线的零序电流I02′，接地转移时母线上的零序电压U0″、双回线第一线的零序电流I01″、双回线第二线的零序电流I02″、单回线的零序电流I0″按照双回线接地转移特征公式
U0″/U0′×(I01′—I01)—(I01″—I01)+U0″/U0′×(I02′—I02)—(I02″—I02)
以及单回线接地转移特征公式
U0″/U0′×(I0′—I0)—(I0″—I0)
进行计算；
4、将计算结果与通过电流互感器测得的接地转移时经接地相的分相开关流过的接地电流IJ进行比较，当计算结果位于±0.1IJ范围内，说明线路为非故障线路；当计算结果在(1±0.1)IJ范围内，说明线路为故障线路。
本发明采用由微机、分相开关和零序电流互感构成的分相接地转移装置，由于分相接地转移装置将接地相与变电站中的接地网直接相连，其接地电阻很小，会将在接地回路故障相上流过的接地电流完全引入到此接地点上，所以IJ的值又为系统总接地电流。并且对中性点不接地系统而言为全网对地电容电流，对于中性点经消弧线圈接地系统而言为系统过补偿或欠补偿电流。
本发明的有益效果是：
1)该方法利用双回线接地转移特征公式和单回线接地转移特征公式。从公式的结构上看，它是一个“三差”公式，第一差(I0′—I0)，反映系统接地时与系统正常运行时之间的零序电流增量。第二差(I0″—I0)，反映接地转移时与系统正常运行时之间的零序电流增量。第三差为U0″/U0′×(I0′—I0)—(I0″—I0)，即将第一差乘以一个接地系数U0″/U0′，然后在与第二差进行差值运算，目的将接地变成与接地转移同一接地程度，以便进行等价运算。由于非接地回路第一差与第二差，反映的零序电流增量都是自身对地的电容电流，故有公式运算值趋于0的特征。同理，接地回路的第一差反映的是自身对地电容电流增量与故障相上有一个总接地电流增量的和，而第二差只为自身对地电容电流增量，故有公式运算值趋于总接地电流的特征。显然，上述两种特征的结果，为接地选线提供了重要的理论依据。
2)由于公式以零序电流增量变化识别接地回路，消除了零序电流互感器不平衡对接地选线的影响。
3)无论在什么运行方式及天气情况下发生接地故障，接地的线路是长还是短，接地程度是轻还是重，其公式非接地回路的值恒趋于0，接地回路的值恒趋于当前系统的总接地电流，都不会影响接地选线精度。
4)通过该方法可实现接地电阻、全网电容电流、各线电容电流、母线电容电流、消弧线圈补偿电流及补偿度的在线测量；
5)与以往的接地选线方法比，本发明具有灵敏度高及选线准确的特点；同时根据接地系数及故障回路与非故障回路的“三差”公式，对于准确识别接地回路，掌握系统接地及消弧线圈补偿情况、促进提高系统安全可靠运行等具有重要意义。
附图说明
图1是实施本发明所采用的小电流接地系统选线装置的接线原理图。
具体实施方式
如图1所示，采用由分相开关1、零序电流互感器3及微机2构成的小电流接地系统选线装置，其中分相开关1一端通过刀闸连接系统A、B、C三相电源，另一端封星后经零序电流互感器3直接与变电站的接地网相连。由于分相开关1之间设有机械和程序闭锁，只允许单相合分闸，故该装置是一分相接地保护装置。首先将不同的单回线和双回线编号并预置在微机2中；工作时由微机2实时采集、计算变电站母线上的相、线电压及零序电压和各线路的零序电流，判别系统有无接地及接地的相别，当系统发生单相接地故障时，由微机2给出接地相的分相开关合闸指令，同时对母线线上故障前(50ms)以及故障转移后(150ms)的相、线电压、零序电压和各线零序电流进行录波；接地相的分相开关1合闸后直接将接地相与大地等电位起来，并让系统的接地电流完全转移到此保护接地点上来，故障接地点的接地电流趋于零。由于装置的动作速度很快，从系统发生接地时刻起到将接地相100％重复接地的时间小于50毫秒，使故障点的接地电流还没燃烧起来接地电流就消失了，因而加装这一分相接地保护装置后，在系统发生单相接地故障时不产生电弧，对于防止接地电弧飞弧发展成相间短路故障有很好的保护作用。如果系统接地是间歇性的，经此保护装置可以将间歇性接地变成一种稳态接地，对于防止间歇性接地过电压也有很好的能保护作用。如果接地是由于人身感电造成的，如同触摸带有地线的带电体上，可以使触电人员迅速脱离电源，对减轻触电人员伤害程度也有很好的保护作用。录波完成后，微机2根据单回线和双回线编号将测量的正常运行时单回线的零序电流I0、双回线第一线的零序电流I01、双回线第二线的零序电流I02，接地时单回线的零序电流I0′、母线上的零序电压U0′、双回线第一线的零序电流I01′、双回线第二线的零序电流I02′，接地转移时母线上的零序电压U0″、双回线第一线的零序电流I01″、双回线第二线的零序电流I02″、单回线的零序电流I0″按照双回线接地转移特征公式
U0″/U0′×(I01′—I01)—(I01″—I01)+U0″/U0′×(I02′—I02)—(I02″—I02)
以及单回线接地转移特征公式
U0″/U0′×(I0′—I0)—(I0″—I0)，
进行计算；
将计算结果与接地转移时经接地相的分相开关1流过的接地电流IJ进行比较，当计算结果位于±0.1IJ范围内，即≧-0.1IJ或≦0.1IJ时说明线路为非故障线路；当计算结果在(1±0.1)IJ范围内，即≧0.9IJ或≦1.1IJ时说明线路为故障线路。
该方法依据故障回路公式的运算值趋于系统总接地电流、非故障回路公式的运算值趋于零的特征，可准确选出接地回路。

Claims (1)

1、一种小电流接地系统接地选线方法，其特征是：
1.1、将不同的单回线和双回线进行编号并预置在微机中；
1.2、由微机实时采集、计算变电站母线上的相、线电压及零序电压和各线路零序电流，判别系统有无接地及接地的相别，当系统发生单相接地故障时，由微机给出接地相的分相开关合闸指令，同时给出录波指令；
1.3、微机根据单回线和双回线的编号，将测量的正常运行时单回线的零序电流I0、双回线第一线的零序电流I01、双回线第二线的零序电流I02，接地时单回线的零序电流I0′、母线上的零序电压U0′、双回线第一线的零序电流I01′、双回线第二线的零序电流I02′，接地转移时母线上的零序电压U0″、双回线第一线的零序电流I01″、双回线第二线的零序电流I02″、单回线的零序电流I0″按照双回线接地转移特征公式U0″/U0′×(I01′—I01)—(I01″—I01)+U0″/U0′×(I02′—I02)—(I02″—I02)
以及单回线接地转移特征公式
U0″/U0′×(I0′—I0)—(I0″—I0)
进行计算；
1.4、将计算结果与通过电流互感器测得的接地转移时经接地相的分相开关流过的接地电流IJ进行比较，当计算结果位于±0.1IJ范围内，说明线路为非故障线路；当计算结果在(1±0.1)IJ范围内，说明线路为故障线路。
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