CN102944806B - 一种基于零序电流极性比较的谐振接地系统选线方法 - Google Patents

一种基于零序电流极性比较的谐振接地系统选线方法 Download PDF

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一种基于零序电流暂态分量和工频分量极性的谐振接地系统故障选线方法，当零序电压幅值超过定值后，选取幅值最大的若干条线路作为故障候选线路，在故障候选线路中任选一条线路作为基准线路，依次对基准线路与其余故障候选线路进行零序电流暂态分量、工频分量的极性一致性判断。若基准线路与其他所有故障候选线路极性不一致，则基准线路为故障线路；若基准线路与其中一条故障候选线路极性不一致而与其他故障候选线路极性一致，则与基准线路极性不一致的故障候选线路为故障线路；若基准线路与其他所有故障候选线路极性均一致，则为母线接地故障。该选线方法不受各出线零序电流互感器（TA）极性影响，适用性更强。

Description

一种基于零序电流极性比较的谐振接地系统选线方法
技术领域
本发明涉及一种小电流接地故障选线方法，适用于谐振接地系统，属于配电网故障检测领域。
背景技术
我国6～35kV中压配电网多采用小电流接地方式，为了城市美观方便及特殊地形的需要使电缆铺设范围越来越广，所以系统对地电容电流日益增大，促使谐振接地电网所占的比重越来越大。
谐振接地系统发生单相接地故障时，消弧线圈的电感与系统对地电容构成并联谐振回路，使系统零序阻抗接近无限大，消弧线圈提供的电感电流补偿了系统电容电流，使流过接地点的残流很小。由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压仍然保持对称，对负荷的供电没有影响，因此，在一般情况下都允许继续运行1～2h，而不必立即跳闸，这也是谐振接地系统的主要优点。但是在单相接地以后，非故障相电压显著升高，间歇性电弧故障还会引起全系统的过电压，这些都会对系统的绝缘造成严重威胁，长时间运行可能导致故障进一步扩大为两点或多点接地短路，破坏系统的安全运行。因此必须及时找到故障线路予以切除，但是，谐振接地系统发生单相接地时，故障线路上的稳态零序电流较小，这曾给故障选线带来了极大困难。
为解决谐振接地系统故障选线这一难题，许多学者进行了大量的研究，提出了多种选线方法，研制出了选线装置并投入现场应用。选线方法按照所用信号的来源分为主动法和被动法两大类。主动式选线方法有注入信号法、中电阻法、残流增量法、小扰动法等；被动式选线方法有谐波法、有功分量法、首半波法、新型暂态法等。其中基于稳态信息的被动式选线方法检测可靠性较低，不能满足现场需求；而注入信号法、小扰动法、中电阻法等主动式选线方法，以及作为被动式选线方式的暂态法，其选线原理和装置已经能够基本满足现场需求。但由于现场零序电压、零序电流信号接线的复杂性和运行管理方式不够完善，使其使用效果还不能充分发挥。实践证明：以中电阻法为代表的主动式选线方法和基于暂态信息的被动式选线方法最具发展潜力。对于稳定性接地故障，中电阻法效果较为理想；而暂态选线法则在处理间歇性接地故障、弧光接地故障中成功率更高。综合来看，暂态法在保持高选线成功率的基础上，在系统安全性、经济适用性等方面具有更为明显的优势。
暂态电流极性比较选线法是选择3个以上暂态零序电流幅值最大线路来比较它们之间的极性关系，极性与其他线路不同的为故障线路，所有线路极性均相同时为母线接地故障。该方法依赖TA极性，而现场易出现电压互感器(TV)，TA极性反接，或在一些TV，TA极性并不清楚的老站，使得暂态极性比较选线法出现误选，进一步如果误跳将影响系统供电的持续性和可靠性。
发明内容
本发明的目的在于解决现有谐振接地系统中TV，TA极性反接造成暂态电流极性比较选线法出现误选的问题，提供一种基于零序电流暂态分量和工频分量极性的谐振接地系统故障选线方法。本发明选线方法不依赖TV，TA极性，可有效地避免因TV，TA极性反接而造成的误选，适应性更强且选线更可靠。
其技术解决方案是：
一种基于零序电流暂态分量和工频分量极性的谐振接地系统故障选线方法，在线采集零序电压，当零序电压幅值超过定值U0set时，则说明系统发生单相接地故障，进而执行以下步骤进行选线：
a选取暂态零序电流幅值最大的n条线路，作为故障线路候选线路，n大于等于3；
b在故障候选线路中任选一条线路作为基准线路；
c比较基准线路与其他所有故障候选线路在特征频段内的零序电流暂态分量间的极性关系；
d比较基准线路与其他所有故障候选线路零序电流工频分量间的极性关系；
e逐次比较基准线路与其他每条故障候选线路在特征频段内的零序电流暂态分量间的极性关系与工频分量间的极性关系的一致性，其中当两线路零序电流暂态分量极性相同、工频分量极性相同，或者零序电流暂态分量极性相反、工频分量极性相反时为两线路暂态、稳态工频电流极性一致，否则为极性不一致；若基准线路与其他所有故障候选线路的暂态分量和工频分量极性关系不一致，则基准线路为故障线路，若基准线路与其中一条候选线路极性关系不一致而与其他候选线路极性关系一致，则与基准线路极性关系不一致的故障候选线路为故障线路，若基准线路与其他所有故障候选线路极性关系均一致，则为母线接地故障。
上述步骤c包括步骤：
c1采用极性系数对电流极性进行比较，第k、m条故障候选线路特征频段内的零序电流暂态分量i′0k(t)，i′0m(t)的极性采用暂态极性系数P′km进行比较，式中T为暂态过程持续时间，如果P′km＞0表明i′0k(t)和i′0m(t)同极性，P′km＜0则反极性；上述k为1～n，m为1～n，且k不等于m，第m条故障候选线路作为上述基准线路。
上述步骤d包括步骤：
d1第k、m条故障候选线路零序电流工频分量i″0k(t)，i″0m(t)的极性利用工频极性系数P″km来比较，式中T可选工频周期的0.5倍，即10ms，如果P″km＞0表明i″0k(t)和i″0m(t)同极性，P″km＜0则反极性；上述k为1～n，m为1～n，且k不等于m，第m条故障候选线路作为上述基准线路。
上述步骤e包括步骤：
e1上述特征频段内的零序电流暂态分量、工频分量极性一致性用Pkm来表示，其中Pkm＝P′km·P″km，Pkm＞0表明第k、m条故障候选线路零序电流暂态分量、工频分量极性一致，反之Pkm＜0表明极性不一致。
本发明具有以下有益技术效果：
本发明不依赖TV，TA极性，可有效地避免因TV，TA极性反接而造成的误选，适应性更强且选线更可靠。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作更进一步说明：
图1是6出线谐振接地系统发生单相接地故障时各出线零序电流仿真波形图。
图2是6出线谐振接地系统发生单相接地故障时各出线在特征频段内的零序电流暂态分量仿真波形图。
图3是6出线谐振接地系统发生单相接地故障时各出线零序电流工频分量仿真波形图。
图4是本发明一种实施方式的逻辑结构图，即其流程框图。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明拟用下述技术方案来实现：
结合图1、图2、图3与图4，一种基于零序电流暂态分量和工频分量极性的谐振接地系统故障选线方法，在线采集零序电压，计算并判断零序电压是否超过整定的门槛值U0set，若超过则说明系统有单相接地故障发生，进而执行以下几个步骤进行选线。
a选取暂态零序电流幅值最大的若干条线路，如选取n条线路，n大于等于3，作为故障候选线路，由于健全线路出口检测到的暂态电流为本线路对地的分布电容电流，而故障线路出口检测到的暂态电流为其背后所有健全线路暂态电流之和，即故障线路暂态电流幅值大于所有健全线路，因此故障线路在故障候选线路之中。
b在故障候选线路中任选一条线路作为基准线路。
c比较基准线路与其他所有故障候选线路在特征频段内的零序电流暂态分量间的极性关系。
上述特征频段的确定。故障线路暂态零序电流与健全线路极性相反是在特征频段(SFB)内(f0，f1)成立的，其中低通截止频率f0可选为3倍工频，即150Hz，高通截止频率f1为系统最长出线的线路测量阻抗的首谐振频率。
采用极性系数对电流极性进行比较。第k、m条故障候选线路线特征频段内的零序电流暂态分量i′0k(t)，i′0m(t)的极性采用暂态极性系数P′km进行比较，式中T为暂态过程持续时间，如果P′km＞0表明i′0k(t)和i′0m(t)同极性，P′km＜0则反极性；上述k为1～n，m为1～n，且k不等于m，第m条故障候选线路作为上述基准线路。
d比较基准线路与其他所有故障候选线路零序电流工频分量间的极性关系；
第k、m条故障候选线路零序电流工频分量i″0k(t)，i″0m(t)的极性利用工频极性系数P″km来比较，式中T可选工频周期的0.5倍，即10ms，如果P″km＞0表明i″0k(t)和i″0m(t)同极性，P″km＜0则反极性。
e逐次比较基准线路与其他每条故障候选线路在特征频段内的零序电流暂态分量间的极性关系与工频分量间的极性关系的一致性，其中当两线路零序电流暂态分量极性相同、工频分量极性相同，或者零序电流暂态分量极性相反、工频分量极性相反时为两线路暂态、稳态工频电流极性一致，否则为极性不一致。
上述特征频段内的零序电流暂态分量、工频分量极性一致性用Pkm来表示，其中Pkm＝P′km·P″km，Pkm＞0表明第k、m条故障候选线路出线零序电流暂态分量、工频分量极性一致，反之Pkm＜0表明极性不一致。
若基准线路与其他所有故障候选线路的暂态分量和工频分量极性关系不一致，则基准线路为故障线路，若基准线路与其中一条候选线路极性关系不一致而与其他候选线路极性关系一致，则与基准线路极性关系不一致的故障候选线路为故障线路，若基准线路与其他所有故障候选线路极性关系均一致，则为母线接地故障。
本发明不依赖TV，TA极性，可有效地避免因TV，TA极性反接而造成的误选，不需添加额外装置，适应性更强且选线更可靠。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于零序电流暂态分量和工频分量极性的谐振接地系统故障选线方法，其特征在于：在线采集零序电压，当零序电压幅值超过定值U0set时，则说明系统发生单相接地故障，进而执行以下步骤进行选线：
a选取暂态零序电流幅值最大的n条线路，作为故障线路候选线路，n大于等于3；
b在故障候选线路中任选一条线路作为基准线路；
c比较基准线路与其他所有故障候选线路在特征频段内的零序电流暂态分量间的极性关系；
d比较基准线路与其他所有故障候选线路零序电流工频分量间的极性关系；
e逐次比较基准线路与其他每条故障候选线路在特征频段内的零序电流暂态分量间的极性关系与工频分量间的极性关系的一致性，其中当两线路零序电流暂态分量极性相同、工频分量极性相同，或者零序电流暂态分量极性相反、工频分量极性相反时为两线路暂态、工频电流极性一致，否则为极性不一致；若基准线路与其他所有故障候选线路零序电流暂态分量和工频分量极性关系不一致，则基准线路为故障线路，若基准线路与其中一条候选线路极性关系不一致而与其他候选线路极性关系一致，则与基准线路极性关系不一致的故障候选线路为故障线路，若基准线路与其他所有故障候选线路极性关系均一致，则为母线接地故障。
2.根据权利要求1所述的一种基于零序电流暂态分量和工频分量极性的谐振接地系统故障选线方法，其特征在于：
上述步骤c包括步骤：
c1采用极性系数对电流极性进行比较，第k、m条故障候选线路特征频段内的零序电流暂态分量i′0k(t)，i′0m(t)的极性采用暂态极性系数P′km进行比较，式中T为暂态过程持续时间，如果P′km＞0表明i′0k(t)和i′0m(t)同极性，P′km＜0则反极性；
上述步骤d包括步骤：
d1第k、m条故障候选线路零序电流工频分量i″0k(t)，i″0m(t)的极性利用工频极性系数P″km来比较，式中T可选工频周期的0.5倍，即10ms，如果P″km＞0表明i″0k(t)和i″0m(t)同极性，P″km＜0则反极性；
上述步骤e包括步骤：
e1上述特征频段内的零序电流暂态分量、工频分量极性一致性用Pkm来表示，其中Pkm＝P′km·P″km，Pkm＞0表明第k、m条故障候选线路零序电流暂态分量、工频分量极性一致，反之Pkm＜0表明极性不一致；
上述k为1～n，m为1～n，且k不等于m，第m条故障候选线路作为上述基准线路。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103267927B (zh) * 2013-04-27 2016-01-13 昆明理工大学 一种利用工频分量小波系数直线拟合检测的小电流接地系统故障选线方法
CN103439634B (zh) * 2013-09-02 2016-03-02 北京四方继保自动化股份有限公司 一种利用接地时刻零序电流暂态极性特征进行故障选线的方法
CN104535883B (zh) * 2014-12-29 2017-04-26 北京四方继保自动化股份有限公司 一种基于全系统接地故障信息的小电流接地选线方法
CN106353640A (zh) * 2016-09-05 2017-01-25 国网山东省电力公司青岛供电公司 一种配电线路故障定位方法、装置及系统
CN106443343A (zh) * 2016-09-30 2017-02-22 国网福建省电力有限公司 一种利用暂态零序电流的小电流接地故障定位方法
CN108287286B (zh) * 2018-01-16 2023-03-14 济南置真电气有限公司 一种基于单相接地故障录波数据的极性校验方法
CN110907761B (zh) * 2019-12-09 2022-05-17 四川旭华源科技有限公司 一种单相接地故障的连续选线方法及系统
CN111313381B (zh) * 2020-02-10 2021-08-31 广东电网有限责任公司 一种小电阻接地配电网继电保护装置
CN112327099B (zh) * 2020-10-30 2021-10-01 南方电网科学研究院有限责任公司 配电网接地故障选线跳闸方法、装置及存储介质
CN112505585B (zh) * 2020-11-27 2022-05-10 广东电网有限责任公司佛山供电局 一种同杆并架双回线小电流接地故障选线方法
CN112964967B (zh) * 2021-03-19 2023-02-07 云南电网有限责任公司昆明供电局 一种配电网转供电单相接地故障线路的选线方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02119526A (ja) * 1988-10-27 1990-05-07 Miwa Denki Kk 地中送電線の地絡事故検出方法およびその装置
CN101478149A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 西安交通大学 一种基于暂态量信号的配电网单相接地故障选线方法
CN101539607A (zh) * 2009-04-09 2009-09-23 北京市天利自动化设备研究所 一种小电流接地系统接地选线的方法和装置
CN102135591A (zh) * 2011-02-28 2011-07-27 长沙理工大学 谐振接地电网单相接地故障db小波暂态量选线方法
CN102353873A (zh) * 2011-07-14 2012-02-15 珠海威瀚科技发展有限公司 用单一判据实现小电流接地系统单相接地故障的选线方法
CN102590703A (zh) * 2012-02-18 2012-07-18 西南交通大学 基于零序暂态电荷的谐振接地系统单相接地故障选线方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2290775A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-02 ABB Research Ltd. A method of fault phase selection and fault type determination

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02119526A (ja) * 1988-10-27 1990-05-07 Miwa Denki Kk 地中送電線の地絡事故検出方法およびその装置
CN101478149A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 西安交通大学 一种基于暂态量信号的配电网单相接地故障选线方法
CN101539607A (zh) * 2009-04-09 2009-09-23 北京市天利自动化设备研究所 一种小电流接地系统接地选线的方法和装置
CN102135591A (zh) * 2011-02-28 2011-07-27 长沙理工大学 谐振接地电网单相接地故障db小波暂态量选线方法
CN102353873A (zh) * 2011-07-14 2012-02-15 珠海威瀚科技发展有限公司 用单一判据实现小电流接地系统单相接地故障的选线方法
CN102590703A (zh) * 2012-02-18 2012-07-18 西南交通大学 基于零序暂态电荷的谐振接地系统单相接地故障选线方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周耀.基于暂态信号的小电流接地选线装置的研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》.2009, *
基于暂态信号的小电流接地选线装置的研究;周耀;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》;20091215;C042-264 *
基于暂态零序电流比较的小电流接地选线研究;薛永端等;《电力系统自动化》;20030510;第27卷(第9期);第48-53页 *
基于暂态零序电流的小电流接地故障选线仿真;张新慧等;《继电器》;20080201;第36卷(第3期);第5－9页 *
张新慧等.基于暂态零序电流的小电流接地故障选线仿真.《继电器》.2008,第36卷(第3期), *
薛永端等.基于暂态零序电流比较的小电流接地选线研究.《电力系统自动化》.2003,第27卷(第9期), *

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