CN107632230A - 小电流接地系统接地短路故障选线方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小电流接地系统接地短路故障选线方法，包括如下步骤：101.在小电流接地系统的所有出线上分别设定电压测量点，并实时采集ABC三相电压，其中任意二个电压测量点与母线间的导线长度之和大于或等于电压行波在线路中的传播速度与时间分辨率之积。本发明具有能有效测量中性点不接地系统故障电流导致的故障出线的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电路检测系统，尤其是涉及一种能判定中性点不接地系统故障电流导致的故障出线的小电流接地系统接地短路故障选线方法。
背景技术
我国3kV～66kV配电网广泛采用中性点非有效接地方式，它包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地及中性点经高电阻接地三种方式。当中性点非有效接地电网发生单相接地故障时，此时电网线电压保持对称，故障电流很小，不影响对负荷的连续供电，因此又称3kV～66kV配电网为小电流接地系统，我国规程规定小电流接地系统在发生单相接地故障情况时可以带电继续运行1～2小时。小电流接地系统单相接地故障尽管不影响电网的正常运行，但是，小电流接地系统在发生单相接地故障时，非故障相对地电压升高，增加了线路绝缘性能要求，长时间的运行容易使故障扩大为相间短路，使事故升级扩大，同时弧光接地还可能引起全系统的过电压，因此需要在短时间内正确地选择出故障线路，以便运行人员及时采取有效措施妥善处理。目前针对小电流接地系统的故障选线问题已有多种不同原理的故障选线方法，这些方法根据故障信号的来源可分为基于稳态量的稳态电流法和基于暂态量的暂态零序电流法两大类，但稳态电流法和暂态零序电流法都无法有效测量中性点不接地系统故障电流，进而导致无法准确判定故障出线的现场情况。
发明内容
为解决上述问题，本发明目的在于提供一种适用于通过传统的稳态电流法和暂态零序电流法无法有效测量的中性点不接地系统故障电流导致的故障出线的小电流接地系统接地短路故障选线方法。
本发明通过以下技术措施实现的，一种小电流接地系统接地短路故障选线方法，包括如下步骤：
101.在小电流接地系统的所有出线上分别设定电压测量点，并实时采集ABC三相电压，其中任意二个电压测量点与母线间的导线长度之和大于或等于电压行波在线路中的传播速度与时间分辨率之积。
作为一种优选方式，还包括如下步骤：
102.当在故障线路产生电压行波时，测量电压行波经过各电压测量点的时间，并计算电压行波经过任二个电压测量点的时间差，设ΔT为电压行波经过一电压测量点到达另一电压测量点的时间，L为一电压测量点经一出路到达母线，再由母线经另一出线到达该线路电压测量点的线路长度；设其中一出线电压测量点与母线间导线长度为Lmg，另一出线电压测量点与母线间的导线长度为Lmn，则L＝Lmg+Lmn，V为电压行波在线路中的传播速度，可得到ΔT＝L÷V，时间分辨率为Ti；根据ΔT＝Tn-Tg，Tg为电压行波到达一出线电压测量点的时间，Tn为电压行波到达另一出线电压测量点的时间，Tg要早于Tn，通过计算每两条出线的ΔT，选择ΔT小于时间分辨率Ti的其中任一条出线为标准线，当在计算中有出线与标准线间的ΔT≥(Lmg+Lmn)/V时，则可判定此线为故障线。
作为一种优选方式，还包括如下步骤：
103.当在故障线路产生电压行波时，测量电压行波在各电压测量点的电压行波模值，并计算任二个电压测量点的电压行波模值差，Ug为一出线的电压测量点电压行波模值，Un为另一出线的电压测量点电压行波模值，设ΔU为电压行波在一电压测量点和另一电压测量点的电压行波模值差；根据ΔU＝Ug-Un，当非故障或母线故障时，ΔU＝0，即所有出线间的电压行波模值差为0；发生线路故障时，由于电压行波经故障与非故障线电压测量点会产生时间差，故障线和非故障线之间的ΔU≠0，即故障线和非故障线在同一时刻存在电压行波模值差，而非故障线之间同一时刻的ΔU＝0，因此通过计算出线间同一时刻的ΔU可判定故障出线。
作为一种优选方式，在步骤101中，所有电压测量点的采集设备同步采样，以准确测量电压行波到达各个电压测量点的时间。
本发明利用在所有出线上分别设定电压测量点，其中要求任意二个电压测量点与母线间的导线长度之和大于或等于电压行波在线路中的传播速度与时间分辨率之积，因为电压在各正常出线上是相同的，从而利用电压行波到达故障线路与正常出线的时间差或电压行波模值差来判定故障线路，这种方法适用于通过传统的稳态电流法和暂态零序电流法无法有效测量中性点不接地系统故障电流导致的无法准确判定故障出线的现场情况。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本实施例的一种小电流接地系统接地短路故障选线方法，包括如下步骤：
101.在小电流接地系统的所有出线上分别设定电压测量点，并实时采集ABC三相电压，所有电压测量点的采集设备同步采样，以准确测量电压行波到达各个电压测量点的时间，其中任意二个电压测量点与母线间的导线长度之和大于或等于电压行波在线路中的传播速度与时间分辨率之积。
本方法利用在所有出线上分别设定电压测量点，其中要求任意二个电压测量点与母线间的导线长度之和大于或等于电压行波在线路中的传播速度与时间分辨率之积，因为电压在各正常出线上是相同的，从而利用电压行波到达故障线路与正常出线的时间差或电压行波模值差来判定故障线路，这种方法适用于通过传统的稳态电流法和暂态零序电流法无法有效测量中性点不接地系统故障电流导致的无法准确判定故障出线的现场情况。
在一小电流接地系统接地短路故障选线方法的实施例，在前面技术方案的基础上利用电压行波到达故障线路与正常出线的时间差来判定故障线路的具体方法是，102.当在故障线路产生电压行波时，测量电压行波经过各电压测量点的时间，并计算电压行波经过任二个电压测量点的时间差，设ΔT为电压行波经过一电压测量点到达另一电压测量点的时间，L为一电压测量点经一出路到达母线，再由母线经另一出线到达该线路电压测量点的线路长度；设其中一出线电压测量点与母线间导线长度为Lmg，另一出线电压测量点与母线间的导线长度为Lmn，则L＝Lmg+Lmn，V为电压行波在线路中的传播速度，可得到ΔT＝L÷V，时间分辨率为Ti；根据ΔT＝Tn-Tg，Tg为电压行波到达一出线电压测量点的时间，Tn为电压行波到达另一出线电压测量点的时间，Tg要早于Tn，通过计算每两条出线的ΔT，选择ΔT小于时间分辨率Ti的其中任一条出线为标准线，当在计算中有出线与标准线间的ΔT≥(Lmg+Lmn)/V时，则可判定此线为故障线。
在一小电流接地系统接地短路故障选线方法的实施例，在前面技术方案的基础上利用电压行波在故障线路与正常出线的电压行波模值差来判定故障线路的具体方法是，103.当在故障线路产生电压行波时，测量电压行波在各电压测量点的电压行波模值，并计算任二个电压测量点的电压行波模值差，Ug为一出线的电压测量点电压行波模值，Un为另一出线的电压测量点电压行波模值，设ΔU为电压行波在一电压测量点和另一电压测量点的电压行波模值差；根据ΔU＝Ug-Un，当非故障或母线故障时，ΔU＝0，即所有出线间的电压行波模值差为0；发生线路故障时，由于电压行波经故障与非故障线电压测量点会产生时间差，故障线和非故障线之间的ΔU≠0，即故障线和非故障线在同一时刻存在电压行波模值差，而非故障线之间同一时刻的ΔU＝0，因此通过计算出线间同一时刻的ΔU可判定故障出线。
以上是对本发明小电流接地系统接地短路故障选线方法进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围的内。
Claims (4)
1.一种小电流接地系统接地短路故障选线方法，其特征在于包括如下步骤：
101.在小电流接地系统的所有出线上分别设定电压测量点，并实时采集ABC三相电压，其中任意二个电压测量点与母线间的导线长度之和大于或等于电压行波在线路中的传播速度与时间分辨率之积。
2.根据权利要求1所述的小电流接地系统接地短路故障选线方法，其特征在于还包括如下步骤：
102.当在故障线路产生电压行波时，测量电压行波经过各电压测量点的时间，并计算电压行波经过任二个电压测量点的时间差，设ΔT为电压行波经过一电压测量点到达另一电压测量点的时间，L为一电压测量点经一出路到达母线，再由母线经另一出线到达该线路电压测量点的线路长度；设其中一出线电压测量点与母线间导线长度为Lmg，另一出线电压测量点与母线间的导线长度为Lmn，则L＝Lmg+Lmn，V为电压行波在线路中的传播速度，可得到ΔT＝L÷V，时间分辨率为Ti；根据ΔT＝Tn-Tg，Tg为电压行波到达一出线电压测量点的时间，Tn为电压行波到达另一出线电压测量点的时间，Tg要早于Tn，通过计算每两条出线的ΔT，选择ΔT小于时间分辨率Ti的其中任一条出线为标准线，当在计算中有出线与标准线间的ΔT≥(Lmg+Lmn)/V时，则可判定此线为故障线。
3.根据权利要求1所述的小电流接地系统接地短路故障选线方法，其特征在于还包括如下步骤：
103.当在故障线路产生电压行波时，测量电压行波在各电压测量点的电压行波模值，并计算任二个电压测量点的电压行波模值差，Ug为一出线的电压测量点电压行波模值，Un为另一出线的电压测量点电压行波模值，设ΔU为电压行波在一电压测量点和另一电压测量点的电压行波模值差；根据ΔU＝Ug-Un，当非故障或母线故障时，ΔU＝0，即所有出线间的电压行波模值差为0；发生线路故障时，由于电压行波经故障与非故障线电压测量点会产生时间差，故障线和非故障线之间的ΔU≠0，即故障线和非故障线在同一时刻存在电压行波模值差，而非故障线之间同一时刻的ΔU＝0，因此通过计算出线间同一时刻的ΔU可判定故障出线。
4.根据权利要求1所述的小电流接地系统接地短路故障选线方法，其特征在于：在步骤101中，所有电压测量点的采集设备同步采样，以准确测量电压行波到达各个电压测量点的时间。
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| CN201711030790.8A CN107632230A (zh) | 2017-10-28 | 2017-10-28 | 小电流接地系统接地短路故障选线方法 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4800509A (en) * | 1985-12-20 | 1989-01-24 | Asea Aktiebolag | Detection of high resistance faults in electrical power supply network |
| CN101923137A (zh) * | 2010-06-30 | 2010-12-22 | 湖南湘能电气自动化有限公司 | 小电流接地系统单相接地故障选线方法 |
| CN102866326A (zh) * | 2012-09-06 | 2013-01-09 | 国家电网公司 | 基于零序电流变化量波形相关系数矩阵的配网故障选线方法 |
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