CN107367670A - 一种基于五次谐波电流的单相接地故障选线方法 - Google Patents

Abstract

利用各相五次谐波电流在故障线路上都会大于0，且五次谐波电流的零序分量会大于某一设定值，且在故障前后各相五次谐波电流的变化量与故障后各对应相五次谐波电流的相位有且仅有一相相同，当上述条件成立时，保护装置输出故障指示信号以及出线开关动作信号。本发明所述的一种配电网中性点经消弧线圈接地的单相接地故障的快速选线方法，可以快速定位故障线路，不仅可以极大地完善多线复杂配电网的自动化程度，而且将使用户的停电时间大大缩短，较小停电造成的损失，具有良好的社会和经济效益。

Description

一种基于五次谐波电流的单相接地故障选线方法

技术领域

本发明涉及一种配电网接地系统，尤其是一种10kV配电网经消弧线圈接地系统的单相接地故障选线方法。

背景技术

现阶段我国配电网大多数采用中性点非有效接地系统(中性点不接地或经消弧线圈接地)，单相接地故障占到总体故障的80％以上，当发生单相对地短路故障时，由于大地与中性点之间没有直接电气连接或串接了电抗器，因此短路电流很小，保护装置不需要立刻动作跳闸，从而提高了系统运行的可靠性。

但也正由于安装的消弧线圈使该系统的单相接地短路电流很小，故障线路与非故障线路上的电压电流幅值、相角并无太大区别，使得该故障的发生位置判断变得困难。但随着馈线的增多，电容电流增大，长时间运行就容易单相接地变成多点接地短路，弧光接地还会引起系统的过电压，损坏设备，破坏系统的安全运行，所以必须及时找到故障线路和故障地点。为了提高供电可靠性并减少电网故障带来的停电影响，各国供电企业都在积极实施配电运行自动化技术，通过实时监视，及时发现隐患，避免事故的发生，并自动实现故障的定位、隔离及非故障线路的供电恢复，减少故障停电时间。单相接地短路作为发生的几率最大的短路故障类型，如何在配电网发生单相接地故障后及时准确地找到故障发生的位置，隔离故障区域并恢复非故障区域的正常供电，是当前配电网单相接地故障研究中的一个重要一个目的。

随着配电网网架的加强，分支线路也增多，用传统的巡线方法找出具体故障点的位置非常困难。这不仅耗费了大量人力物力，而且延长了停电时间，影响供电可靠性。尤其是在气候严寒冬季或雨雪天气、路况艰难，现有找故障点的方法劳动强度非常大，难以适应当前生产的需求。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种输出稳定、判断准确的10kV配电网经消弧线圈接地系统单相接地故障的选线方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种10kV配电网中性点经消弧线圈接地系统的单相接地故障选线方法，利用各相五次谐波电流在故障线路上都会大于0，且五次谐波电流的零序分量会大于某一设定值，且在故障前后各相五次谐波电流的变化量与故障后各对应相五次谐波电流的相位有且仅有一相相同，当上述条件成立时，保护装置输出故障指示信号以及出线开关动作信号，该判据具体设定如下：

首先，各相五次谐波电流的幅值满足式(1)

I_a(5)＞0，I_b(5)＞0，，I_c(5)＞0 (1)

其次，五次谐波的零序电流满足式(2)

I₀₍₅₎＞I_c (2)

同时，各相五次谐波电流在故障前后变化量的相位和故障后的相位满足式(3)

有且仅有一相，

式(1)，(2)，(3)中，

I_a(5)，I_b(5)，I_c(5)：五次谐波电流的各相分量；

I₀₍₅₎：五次谐波电流的零序分量；

I_c：设定的五次谐波故障电流阀值；

某一相五次谐波电流故障前后的变化量的相角；

某一相五次谐波电流故障后的相角；

作为优选，本方法采用以下程序框图的结构，包括五次谐波滤过器和零序滤波器，线路三相电流经过五次谐波滤过器输出到零序滤波器、记忆器和计算幅值环节，零序滤波器输出到计算幅值环节计算五次谐波零序电流幅值，再输入到比较器1的正输入端，比较器1的负输入端输入定值I_c，比较器1的输出至与门，五次谐波滤过器输出到减法器的正输入端和相位相减环节，记忆器输出至减法器的负输入端，减法器输出至相位相间环节，相位相减环节输出至比较相位环节，比较相位环节输出至与门，计算幅值输出比较幅值环节，比较幅值环节输出至与门，与门输出选线结果及动作信号。

发明有益的效果是：利用单相接地故障前后的五次谐波电流的变化量与故障后五次谐波电流两者的相位和幅值，相位关系与幅值关系不容易受系统运行条件等因素的影响，输出判据较稳定，判断的准确性较高。本发明提及的技术可以快速定位故障线路，不仅可以极大地完善多线复杂配电网的自动化程度，而且将使用户的停电时间大大缩短，较小停电造成的损失，弥补了小电流接地运行方式存在的不足，具有良好的社会和经济效益。

附图说明

图1是本发明选线方法的程序框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例：一种基于五次谐波电流的单相接地故障选线方法，具体实施方式为，线路三相电流经过五次谐波滤过器输出到零序滤波器、记忆器和计算幅值2环节，零序滤波器输出到计算幅值1环节计算五次谐波零序电流幅值，再输入到比较器的正输入端，比较器的负输入端输入定值Ic，比较器的输出至与门，五次谐波滤过器输出到减法器的正输入端和相位相减环节，记忆器输出至减法器的负输入端，减法器输出至相位相间环节，相位相减环节输出至比较相位环节，比较相位环节输出至与门，计算幅值2输出比较幅值环节，比较幅值环节输出至与门，与门输出选线结果及动作信号。

该方法利用故障前后五次谐波各相电流的相关性，稳定性好，可以准确判断出单相接地故障出线。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于五次谐波电流的单相接地故障选线方法，其特征是：利用各相五次谐波电流在故障线路上都会大于0，且五次谐波电流的零序分量会大于某一设定值，且在故障前后各相五次谐波电流的变化量与故障后各对应相五次谐波电流的相位有且仅有一相相同，当上述条件成立时，保护装置输出故障指示信号以及出线开关动作信号，该判据具体设定如下：

首先，各相五次谐波电流的幅值满足式(1)

I_a(5)＞0，I_b(5)＞0，，I_c(5)＞0 (1)

其次，五次谐波的零序电流满足式(2)

I₀₍₅₎＞I_c (2)

同时，各相五次谐波电流在故障前后变化量的相位和故障后的相位满足式(3)

有且仅有一相，

式(1)，(2)，(3)中，

I_a(5)，I_b(5)，I_c(5)：五次谐波电流的各相分量；

I₀₍₅₎：五次谐波电流的零序分量；

I_c：设定的五次谐波故障电流阀值；

某一相五次谐波电流故障前后的变化量的相角；

某一相五次谐波电流故障后的相角。

2.根据权利要求1所述的一种基于五次谐波电流的单相接地故障选线方法，其特征是：采用以下程序结构，包括五次谐波滤过器和零序滤波器，线路三相电流经过五次谐波滤过器输出到零序滤波器、记忆器和计算幅值环节，零序滤波器输出到计算幅值环节计算五次谐波零序电流幅值，再输入到比较器1的正输入端，比较器1的负输入端输入定值I_c，比较器1的输出至与门，五次谐波滤过器输出到减法器的正输入端和相位相减环节，记忆器输出至减法器的负输入端，减法器输出至相位相间环节，相位相减环节输出至比较相位环节，比较相位环节输出至与门，计算幅值输出比较幅值环节，比较幅值环节输出至与门，与门输出选线结果及动作信号。