CN103197201A - 输电线路低中高电阻接地故障类型识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路低中高电阻接地故障类型识别方法。该方法首先实时采集输电线路保护安装处的故障相电气量，利用保护装置测量到的故障相电气量计算故障相接地故障系数，利用故障相接地故障系数与中电阻接地故障整定系数和高电阻接地故障整定系数构成判据对低中高电阻接地故障类型进行有效判别。本发明方法能够对输电线路低中高阻接地故障类型进行准确判别，结合输电线路所经地区环境，有利于电力管理部门快速判别引起接地故障的外界因素。

Description

输电线路低中高电阻接地故障类型识别方法

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体地说是涉及一种输电线路低中高电阻接地故障类型识别方法。

背景技术

220kV及以上电压等级输电线路运行环境复杂，引起输电线路故障的因素种类繁多，输电线路发生故障后，由继电保护装置动作于跳闸将故障线路与主电网隔离。然后由线路巡线人员翻山越岭的寻找故障点以排除故障，造成线路故障排除任务繁重，且故障排除所需时间长，不利于快速恢复供电，对正常的社会经济造成影响。据国家电网公司统计，220kV及以上电压等级交流输电线路发生的各种故障类型中单相接地故障占80%以上，引起输电线路单相接地故障的因素有如下：绝缘子闪络引起输电线路中电阻接地故障；漂浮物引起输电线路低电阻单相接地故障；火烧山引起输电线路高电阻接地故障等主要三种类型。然而，目前各继电保护装置都没有提供一种能有效判别低中高电阻接地故障类型的方法，造成电力管理部门的线路故障排除任务繁重、故障排除时间长。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种输电线路低中高电阻接地故障类型识别方法。

本发明的目的是通过以下途径来实现的：

输电线路低中高电阻接地故障类型识别方法，其要点在于，包括如下步骤：

（1）提供一种保护装置，该保护装置测量输电线路保护安装处的故障相电压

故障相电流

故障相负序电流和零序电流

其中，φ=A相、B相、C相。

（2）保护装置根据其测量得到的故障相电气量计算接地故障系数

其中，为故障相电压；

为故障相电流；

为故障相负序电流；

为零序电流；φ=A相、B相、C相；z₁、z₀分别为单位长度输电线路正序、零序阻抗；α=Arg(z₁)； $\mathrm{\β}=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\φ}}}{{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_1-z_0}{z_1}{\stackrel{\·}{I}}_0}\right);$ $\mathrm{\γ}=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\φ}}+\frac{z_1-z_0}{z_1}{\stackrel{\·}{I}}_0}{{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\φ}2}}\right);$

为输电线路保护安装处的正常相电压；

（3）保护装置设置k₁和k₂作为判据基准值：

k₁为输电线路保护整定范围处经50欧电阻接地时的接地故障点电压幅值与保护安装处的正常相电压幅值之比；k₂为输电线路保护整定范围处经150欧电阻接地时的接地故障点电压幅值与保护安装处的正常相电压幅值之比。

（4）保护装置根据判据基准值k₁、k₂和步骤（2）中计算得到的接地故障系数k之间的大小关系对输电线路接地故障类型进行识别如下：

若k<k₁，则判断输电线路接地故障为低电阻接地故障类型；

若k₁<k<k₂，则判断输电线路接地故障为中电阻接地故障类型；

若k>k₂，则判断输电线路接地故障为高电阻接地故障类型。

本发明与现有技术相比较，具有以下积极成果：

本发明方法能够有效的对输电线路低中高电阻接地故障类型进行准确判断识别，能够结合输电线路所经地区环境，有利于电力管理部门快速判别引起接地故障的外界因素，减轻故障排除任务的困难度，并缩短故障排除时间。

附图说明

图1为应用本发明的线路输电系统示意图。

具体实施方式

下面根据说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细表述。

图1为应用本发明的线路输电系统示意图。图1中CVT为电容式电压互感器、CT为电流互感器。输电线路保护装置对输电线路电压互感器CVT安装处的电压波形和输电线路电流互感器CT安装处的电流波形进行采样得到电压、电流瞬时值，并对其采样得到电压、电流瞬时值采用傅里叶算法计算输电线路保护安装处的故障相电压

故障相电流故障相负序电流

和零序电流

作为输入量；其中φ为故障相：A相、B相、C相。

输电线路单相接地故障后，利用保护装置测量到的故障相电气量计算接地故障系数k：

$k=\left|\frac{{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_{\mathrm{\&phi;}}\sin (\mathrm{\&alpha;}-\mathrm{\&beta;})}{{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_{\mathrm{\&phi;}\left|0\right|}\sin (\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&gamma;})}\right|$

其中，

为输电线路保护安装处的正常相电压；z₁、z₀为单位长度输电线路正序、零序阻抗；α=Arg(z₁)； $\mathrm{\&beta;}=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_{\mathrm{\&phi;}}}{{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{\&phi;}}+\frac{z_1-z_0}{z_1}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0}\right);$ $\mathrm{\&gamma;}=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{\&phi;}}+\frac{z_1-z_0}{z_1}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0}{{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{\&phi;}2}}\right).$

保护装置设置k₁和k₂作为判据基准值：k₁为输电线路保护整定范围处经50欧电阻接地时的接地故障点电压幅值与保护安装处的正常相电压幅值之比；k₂为输电线路保护整定范围处经150欧电阻接地时的接地故障点电压幅值与保护安装处的正常相电压幅值之比。

保护装置根据判据基准值k₁、k₂和计算得到的接地故障系数k之间的大小关系对输电线路接地故障类型进行识别如下：

若k<k₁，则判断输电线路接地故障为低电阻接地故障类型；

若k₁<k<k₂，则判断输电线路接地故障为中电阻接地故障类型；

若k>k₂，则判断输电线路接地故障为高电阻接地故障类型。

本发明方法能够对低中高电阻接地故障类型进行准确判别，结合输电线路所经地区环境，有利于电力管理部门快速判别引起接地故障的外界因素。

以上所述仅为本发明的较佳具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.输电线路低中高电阻接地故障类型识别方法，其特征在于，包括下列步骤：

（1）提供一种保护装置，该保护装置测量输电线路保护安装处的故障相电压

故障相电流

故障相负序电流

和零序电流

其中，φ=A相、B相、C相。

（2）保护装置根据其测量得到的故障相电气量计算接地故障系数

其中，

为故障相电压；

为故障相电流；

为故障相负序电流；

为零序电流；φ=A相、B相、C相；z₁、z₀分别为单位长度输电线路正序、零序阻抗；α=Arg(z₁)； $\mathrm{\&beta;}=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_{\mathrm{\&phi;}}}{{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{\&phi;}}+\frac{z_1-z_0}{z_1}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0}\right);$ $\mathrm{\&gamma;}=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{\&phi;}}+\frac{z_1-z_0}{z_1}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0}{{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{\&phi;}2}}\right);$

为输电线路保护安装处的正常相电压；

（3）保护装置设置k₁和k₂作为判据基准值：

k₁为输电线路保护整定范围处经50欧电阻接地时的接地故障点电压幅值与保护安装处的正常相电压幅值之比；k₂为输电线路保护整定范围处经150欧电阻接地时的接地故障点电压幅值与保护安装处的正常相电压幅值之比。

（4）保护装置根据判据基准值k₁、k₂和步骤（2）中计算得到的接地故障系数k之间的大小关系对输电线路接地故障类型进行识别如下：

若k<k₁，则判断输电线路接地故障为低电阻接地故障类型；

若k₁<k<k₂，则判断输电线路接地故障为中电阻接地故障类型；

若k>k₂，则判断输电线路接地故障为高电阻接地故障类型。

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