CN106468750A - 一种谐振接地系统消除不平衡电流的有功选线方法 - Google Patents

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辛健
矫春波
许永涛
赵艳
崔彦平
张家勇
谢博
刘大鹏
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Yantai Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
Yantai Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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Abstract

本发明公开了一种谐振接地系统消除不平衡电流的有功选线方法，其特征在于其包括如下步骤：计算采样得到的零序电压瞬时幅值，判断零序电压是否超过整定的门槛值15V，若超过则说明发生故障，以系统三相线电压为基准；计算故障前后各馈线零序电流分解到基准坐标上的差值，得到故障前后零序电流在基准坐标上的变化量，并进行合成，得到故障前后零序电流变化的幅值，同时比较变化量的大小，计算出幅值的角度，得到了消除不平衡电流后的实际故障电流；计算各馈线的零序有功功率，判断故障馈线，零序有功功率最大的馈线为故障馈线；本发明消除了谐振接地系统中不平衡电流对有功选线准确率的影响，提高了选线准确率。

Description

一种谐振接地系统消除不平衡电流的有功选线方法
技术领域：
本发明涉及一种谐振接地系统消除不平衡电流的有功选线方法，属电力系统继电保护技术领域。
背景技术：
我国66kV及以下电压等级电网大都采用中性点非直接接地方式，包括中性点不接地、中性点经电阻接地和中性点经消弧线圈接地（也称谐振接地）。该方式下电网发生单相接地故障时，故障电流小，尽管规程允许继续运行1～2小时，但是故障后非接地相的电压变成线电压，对系统绝缘带来隐患和威胁，需要尽快切除故障线路，以避免发生两点接地进而造成短路事故。随着城市电网的迅速发展，供配电系统容量的增大，线路的加长，尤其是电缆的大量使用，使得线路中电容电流增大，因此，消弧线圈在配电网络中得到广泛应用，并以消弧线圈并（串）电阻的派生接地方式为主。这种接地方式在减小系统电容电流的同时减小了故障线路与非故障线路零序电流的差别，对选线的正确性和准确性造成很大影响。而由于消弧线圈不能补偿系统中的有功分量，特别是并（串）的阻尼电阻还会增加故障支路的有功分量，因此，有功分量法在故障选线中得到了广泛应用。但有功分量法由于受电流互感器不平衡、过渡电阻大小、线路不平衡电流等影响，使得故障线路的有功分量并非最大，在实际应用中仍存在着选线准确率不高的问题。为此，如何消除不平衡电流对谐振接地方式下选线准确率的影响成为中低压配电网急需解决的难题。
发明内容：
本发明目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种谐振接地系统消除不平衡电流的有功选线方法，该方法消除了谐振接地系统中不平衡电流对有功选线准确率的影响，提高了选线准确率。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：一种谐振接地系统消除不平衡电流的有功选线方法，其特征在于其包括如下步骤：1）、实时同步采样各馈线的零序电压、零序电流，分别得到、，其中k表示采样时刻,j=1,2…,n表示采样线路的条数；
2）、计算采样得到的零序电压瞬时幅值，判断零序电压是否超过整定的门槛值15V，若超过则说明发生单相接地故障，进行以下步骤，否则就继续计算零序电压瞬时幅值并与整定的门槛值比较；
3）、判断有单相接地故障后，以系统三相线电压、、为基准，以为参考相位，计算故障前后各馈线零序电流分解到基准坐标上的值，计算公式为：
当检测到的零序电流的相角位于和之间时，可以通过下式算出零序电流在分解到基准坐标上的值：
；
其中I是指的零序电流的幅值；
当检测到的零序电流的相角位于和之间时，可以通过下式算出零序电流在分解到基准坐标上的值：
；
当检测到的零序电流的相角位于和之间时，可以通过下式算出零序电流在分解到基准坐标上的值：
；
4）、计算故障前后各馈线零序电流分解到基准坐标上的差值，得到故障前后零序电流在基准坐标上的变化量、、；
5）、将故障前后零序电流在基准坐标上变化量、、进行合成，得到故障前后零序电流变化的幅值，其公式为
；
同时比较、、的大小，计算出的角度，其公式为：
当为最小时，
；
当为最小时，
；
当为最小时，
；
这样就得到了消除不平衡电流后的实际故障电流；
6）、利用采样得到的故障零序电压及计算得到的各馈线实际故障零序电流，计算各馈线的零序有功功率，计算公式为：
式中，为零序电压的幅值，为零序电压的相位；
7）、依据判断故障馈线，最大的馈线为故障馈线；
8）、显示故障。
本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明方法可还原实际的零序电流大小和相位，且不受故障相接地相位和接地方式及接地电阻的影响，改进了已有的有功分量选线方法，可正确选出故障线路，消除了谐振接地系统中不平衡电流对有功选线准确率的影响，提高了选线准确率。
附图说明：
图1为本发明的逻辑结构图。
具体实施方式：
本发明的实施需要有用于零序电压测量的零序电压互感器以及用于各馈线零序电流测量的零序电流互感器。以下结合图1说明本发明的具体实施步骤：
1）、实时同步采样各馈线的零序电压、零序电流，分别得到、，其中k表示采样时刻,j=1,2…,n表示采样线路的条数。
2）、计算采样得到的零序电压瞬时幅值，判断零序电压是否超过整定的门槛值15V，若超过则说明发生单相接地故障，进行以下步骤，否则就继续计算零序电压瞬时幅值并与整定的门槛值比较。
3）、判断有单相接地故障后，以系统三相线电压、、为基准，以为参考相位，计算故障前后各馈线零序电流分解到基准坐标上的值，计算公式为：
当检测到的零序电流的相角位于和之间时，可以通过下式算出零序电流在分解到基准坐标上的值：
；
其中I是指的零序电流的幅值。
当检测到的零序电流的相角位于和之间时，可以通过下式算出零序电流在分解到基准坐标上的值：
；
当检测到的零序电流的相角位于和之间时，可以通过下式算出零序电流在分解到基准坐标上的值：
。
4）、计算故障前后各馈线零序电流分解到基准坐标上的差值，得到故障前后零序电流在基准坐标上的变化量、、。
5）、将故障前后零序电流在基准坐标上变化量、、进行合成，得到故障前后零序电流变化的幅值，其公式为
。
同时比较、、的大小，计算出的角度，其公式为：
当为最小时，
；
当为最小时，
；
当为最小时，
；
这样就得到了消除不平衡电流后的实际故障电流。
6）、利用采样得到的故障零序电压及计算得到的各馈线实际故障零序电流，计算各馈线的零序有功功率，计算公式为：
式中，为零序电压的幅值，为零序电压的相位。
7）、依据判断故障馈线，最大的馈线为故障馈线。
8）、显示故障。

Claims (1)

1.一种谐振接地系统消除不平衡电流的有功选线方法，其特征在于其包括如下步骤：
1）、实时同步采样各馈线的零序电压、零序电流，分别得到、，其中k表示采样时刻,j=1,2…,n表示采样线路的条数；
2）、计算采样得到的零序电压瞬时幅值，判断零序电压是否超过整定的门槛值15V，若超过则说明发生单相接地故障，进行以下步骤，否则就继续计算零序电压瞬时幅值并与整定的门槛值比较；
3）、判断有单相接地故障后，以系统三相线电压、、为基准，以为参考相位，计算故障前后各馈线零序电流分解到基准坐标上的值，计算公式为：
当检测到的零序电流的相角位于和之间时，可以通过下式算出零序电流在分解到基准坐标上的值：
；
其中I是指的零序电流的幅值；
当检测到的零序电流的相角位于和之间时，可以通过下式算出零序电流在分解到基准坐标上的值：
；
当检测到的零序电流的相角位于和之间时，可以通过下式算出零序电流在分解到基准坐标上的值：
；
4）、计算故障前后各馈线零序电流分解到基准坐标上的差值，得到故障前后零序电流在基准坐标上的变化量、、；
5）、将故障前后零序电流在基准坐标上变化量、、进行合成，得到故障前后零序电流变化的幅值，其公式为
；
同时比较、、的大小，计算出的角度，其公式为：
当为最小时，
；
当为最小时，
；
当为最小时，
；
这样就得到了消除不平衡电流后的实际故障电流；
6）、利用采样得到的故障零序电压及计算得到的各馈线实际故障零序电流，计算各馈线的零序有功功率，计算公式为：
式中，为零序电压的幅值，为零序电压的相位
7）、依据判断故障馈线，最大的馈线为故障馈线；
8）、显示故障。
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