CN105738767B - 一种分区式配电网单相过渡电阻接地故障选相法 - Google Patents

Abstract

本发明一种分区式配电网单相过渡电阻接地故障选相法，当配电网发生过度电阻接地时，根据中性点位移电压的大小把配电网单相过渡电阻接地的故障区域划分为低阻接地故障区和高阻接地故障区，在低阻接地故障区采用相电压比幅法找出三相电压幅值最小的相为接地故障相的方法确定接地故障相；在高阻接地故障区，首先比较找出三相当中相电压幅值最高的相，则按正序方法判定相电压幅值最高相的下一相为故障相的方法确定接地故障相。

Description

一种分区式配电网单相过渡电阻接地故障选相法

技术领域

本发明为配电网单相接地故障处理领域，主要用于配电网发生单相过渡电阻接地时故障相的判别。

背景技术

配电网发生单相接地故障时，由于故障点对地存在电阻，可以分为两种情况：一种是低阻接地故障或金属性接地故障，二种是高阻接地故障。用快速开关对配电网单相接地故障的处理，是把故障相对地合闸，转移故障电流，钳制故障电位，快速处理配电网单相接地故障。首先要解决的是确定故障相的问题，常用的方法是认定三相电压中幅值最低的相为接地故障相，但是这种方法只适用于金属性接地或低阻接地故障，因为只有在金属性接地或低阻接地故障时，故障相的相电压才是三相中最低的，而在配电网单相经过渡电阻接地时，特别是接地点的对地电阻达到一定值时，故障相的电压可能不再是三相当中最低的。此时若仍采用相电压比幅法选相方式选定电压最低的相为接地故障相，可能会选错相，如用快速单相接地开关把故障相对地合闸，会造成相间短路。因短路点在变电站，对变压器会造成严重的短路冲击。因此，快速开关对配电网单相接地故障的处理时，在配电网经过度电阻接地的情况下，精准判定故障相，对于确保不会使快速单相接地开关合错相是非常重要的。

发明内容

针对配电网经过度电阻接地，提出一种基于中性点位移电压和三相电压幅值为基础的分区式配电网单相过渡电阻接地故障选相法，该选相方法以相电压的幅值为特征约束条件，根据中性点电压的大小来确定选相方式，从而确定具体的选相方法。

系统正常运行时，由于三相对地参数不对称，中性点位会发生偏移，称之为中性点不对称电压，为了不影响系统的正常运行，要求将中性点不平衡电压控制在一定范围内，即。在系统发生单相接地时，中性点电压会产生位移，称为中性点位移电压，用表示。系统发生单相接地时中性点位移电压会达到一个门槛值，这个门槛值称为单相接地故障启动电压，以表示。根据电网的不对称差异，单相接地故障启动电压可有不同的设置，一般，只有当中性点位移电压时才进入故障处理。对的部分不需要进行故障处理和故障选相。因系统中性点位移电压与接地点过渡阻抗密切相关，只需要确定一特征约束条件，即可以求得以确定的中性点电压来代替过渡阻抗临界值，以相电压的幅值差作为特征值进行选相。要保证选相的准确率，首先要保证相电压之间的差异足够大，因此，选取相电压之间的差值作为特征约束条件。

令，，当过渡阻抗值为零时，的值最大值，等于线电压；随着过渡阻抗逐渐增大，值逐渐减小，当时（为故障相电压等于非故障相电压的临界阻抗），此时，，即故障相电压等于另外的一相非故障相的电压。当后，随的增大由零逐渐上升，但其数值都较小。在过渡电阻值为零时，有最小值，即，对应理想金属性接地情况下，两非故障相电压相等且等于线电压。随着过渡阻抗的逐渐增大，由零逐渐上升，当过渡阻抗值时，有，满足特征约束条件，此时的阻抗即为高阻接地时的临界阻抗，所对应的中性点位移电压为为为高阻接地与低阻接地的临界分区值。应用电网中性点高阻接地位移电压临界值和故障时中性点启动电压将系统接地的故障区域划分为低阻接地故障区和高阻接地故障区。在低阻接地故障区，，故障点接地过渡阻抗值较小，特征约束条件满足：，用相电压比幅法确定三相电压幅值中最小者为接地故障相，且辨识度高，准确性好；在高阻接地故障区，，故障点处过渡阻抗值相对较大，特征约束条件满足：，时经研究发现：此时的故障相为三相电压幅值最高相的下一相（正序法），因而在查找接地故障相时，应首先比较找出三相当中相电压幅值最高的相，按正序方法判定相电压幅值最高相的下一相为故障相。

本发明具有下述优点：

1、该方法采用相电压的幅值差作为特征约束条件，根据中性点电压的大小把系统接地的故障区域划分为低阻接地故障区和高阻接地故障区，针对不同的故障区选用不同的故障选相方法具有辨识度高，准确性好的特点。

2、该方法以中性点位移电压为依据，不必测量过渡阻抗，同时也避免系统容量的变化对选相判据造成的影响。

3、该方法的选相结果经过大量的试验进行了验证，证明方法正确、数据真实可信，为高阻接地故障进行选相提供了很好的依据。

附图说明

图1为配电网单相接地故障智能处理装置的原理结构图。

具体实施方式

在配电网单相过渡电阻接地故障时，首先测量并比较三相电压的幅值的差值，设置特征约束条件，并根据中性点位移电压的大小把配电网单相过渡电阻接地的故障区域划分为低阻接地故障区和高阻接地故障区。在低阻接地故障区，，故障点接地过渡阻抗值较小，特征约束条件满足：，此时应采用相电压比幅法找出三相电压幅值最小的相为接地故障相的方法确定接地故障相；在高阻接地故障区，，故障点接地过渡阻抗值大，特征约束条件满足：，在查找接地故障相时，应首先比较找出三相当中相电压幅值最高的相，则按正序方法判定相电压幅值最高相的下一相为故障相的方法确定接地故障相。

当系统发生单相接地当系统发生单相接地，时，首先比较三相电压的幅值差是满足高阻接地的特征约束条件，还是满足低阻接地的特征约束条件，如若满足高阻接地的特征约束条件则先比较找出三相当中相电压幅值最高的相，按正序方法判定相电压幅值最高相的下一相为接地故障相；如若满足低阻接地的特征约束条件，则三相中相电压幅值中最小的为接地故障相。

为单相接地故障启动电压，根据电网的不对称度具体设定，一般；为电网相电压；为高阻接地与低阻接地的分区临界值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种分区式配电网单相过渡电阻接地故障选相法，其特征在于：以相电压的幅值差作为特征约束条件，根据中性点位移电压的大小把配电网单相过渡电阻接地的故障区域划分为低阻接地故障区和高阻接地故障区；在低阻接地故障区，U_N>U_G，故障点接地过渡阻抗值较小，特征约束条件为：，此时三相电压幅值最小的相为接地故障相；在高阻接地故障区，，故障点接地过渡阻抗值大，特征约束条件为：，按正序方法，三相当中相电压幅值最高的相的下一相为故障相；为单相接地故障启动电压，根据电网的不对称度具体设定，为电网相电压；为高阻接地与低阻接地的分区临界值。

2.根据权利要求1所述的一种分区式配电网单相过渡电阻接地故障选相法，其特征在于：当系统发生单相接地，时，首先比较三相电压的幅值差是满足高阻接地的特征约束条件，还是满足低阻接地的特征约束条件，如若满足高阻接地的特征约束条件，则先比较找出三相当中相电压幅值最高的相，按正序方法判定相电压幅值最高相的下一相为接地故障相；如若满足低阻接地的特征约束条件，则三相中相电压幅值中最小的为接地故障相。