CN108802569A - 基于电压电流型的配电线路单相接地故障定位及隔离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电压电流型的配电线路单相接地故障定位及隔离方法，它包括：步骤1、采集小电流接地系统故障发生时刻的前后各3个周波进行暂态量分析求解故障发生时刻线路的对地电容正负极性；步骤2、当负荷侧线路电容极性为负且零序电压持续T时间，判定该负荷侧线路为故障线路，即为界内故障；步骤3、当负荷侧线路电容极性为正时，判定该负荷侧线路为健全线路，即为界外故障；解决了现有技术针对10kV配电线路接地故障定位采用人工试拉线及到现场故障排查的方式存在的故障范围的搜索难度大，且带电运行对运维人员安全也构成威胁，也严重影响用电质量等技术问题。

Description

基于电压电流型的配电线路单相接地故障定位及隔离方法

技术领域

本发明属于10kV配电线路单相接地故障定位技术，尤其涉及一种基于电压电流型的配电线路单相接地故障定位及隔离方法。

背景技术

目前国内10kV配电线路多采用小电流接地方式，当线路发生接地故障一般具有很强的隐藏性，故障特征并不明显，给运行维护带来很大问困难。很多现场仍然依靠站内人工试拉线及到现场故障排查的方式进行解决。给故障范围的搜索带来极大难度，且带电运行对运维人员安全也构成威胁，也严重影响用电质量。因而如何有效解决小电流接地系统单相接地故障的选线定位问题显得尤为迫切。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于电压电流型的配电线路单相接地故障定位方法，以解决现有技术针对10kV配电线路接地故障定位采用人工试拉线及到现场故障排查的方式存在的故障范围的搜索难度大，且带电运行对运维人员安全也构成威胁，也严重影响用电质量等技术问题。

本发明的技术方案是：

一种基于电压电流型的配电线路单相接地故障定位方法，它包括：

步骤1、采集小电流接地系统故障发生时刻的前后各3个周波进行暂态量分析求解故障发生时刻线路的对地电容正负极性；

步骤2、当负荷侧线路电容极性为负且零序电压持续T时间，判定该负荷侧线路为故障线路，即为界内故障；

步骤3、当负荷侧线路电容极性为正时，判定该负荷侧线路为健全线路，即为界外故障。

一种基于电压电流型的配电线路单相接地故障的隔离方法，它包括主干线瞬时短路故障隔离方法、主干线永久短路故障隔离方法和主干线接地故障隔离方法。

所述主干线瞬时短路故障隔离方法包括：

步骤a1、假设电压电流型智能馈线分段开关FS2和FS3之间发生瞬时故障；

步骤a2、带时限保护和重合闸功能的10KV馈线出线断路器CB保护跳闸，FS1、FS2过流计数1次，FS1-FS4失压1次，FS1-FS4在CB重合闸之前保持合闸状态；

步骤a3、CB在0.3s内重合闸，上游非故障区恢复供电。

所述主干线永久短路故障隔离方法包括：

步骤b1、假设电压电流型智能馈线分段开关FS2和FS3之间发生永久故障；

步骤b2、带时限保护和重合闸功能的10KV馈线出线断路器CB保护跳闸，FS1、FS2过流计数1次，FS1-FS4失压1次，FS1-FS4在CB重合闸之前保持合闸状态；

步骤b3、CB0.2s内合闸，FS1、FS2过流计数2次；

步骤b4、CB跳闸，FS1、FS2过流计数2次且失压2次；FS1、FS2失电经短延后分闸；FS3、FS4失压2次，但过流计数为0，不分闸；

步骤b5、CB在15s后第二次重合闸；

步骤b6、FS1在得电X时限后合闸，且合闸后Y时限内并未检测到故障电流，闭锁分闸；

步骤b7、FS2在X时限后合闸；

步骤b8、CB保护跳闸，FS2在Y时限内失压并检测到故障电流，跳闸并闭锁合闸，FS1闭锁分闸依旧保持合闸状态；

步骤b9、CB第三次重合闸，上游非故障区域恢复供电。

所述主干线接地故障隔离方法包括：

步骤c1、FS1整定为选线模式，开关整定为选段模式，设接地故障发生在FS2与FS3之间；

步骤c2、FS1、FS2检测出负荷侧发生故障，FS1首端开关接地选线延时跳闸，此后FS2失压跳闸；FS3、FS4检测到电源侧故障，保持合闸不动作；

步骤c3、FS1重合闸，检测到无故障；

步骤c4、FS2经X延时合闸；

步骤c5、FS2合于故障，感受到零序电压突变直接跳闸，闭锁合闸；接地故障被切除。

本发明有益效果：

本发明基于暂态量零模的参数识别法对小电流系统中发生的单相接地故障进行检测和识别。捕捉故障发生时刻的前后各3个周波进行暂态量分析，求解故障发生时刻线路的对地电容正负极性即可识别出线路是否发生为故障线路。当负荷侧线路电容极性为负时并且零序电压持续T时间，可判定该负荷侧线路为故障线路，即为界内故障；当负荷侧线路电容极性为正时，可判定该负荷侧线路为健全线路，即为界外故障；该故障检测方法是基于网架参数，因此中性点接地方式、故障发生时刻、网架结构、电弧间歇程度等因素并不影响其判定结果，所以故障识别准确性和可靠性高，并且无需整定；故障隔离采用在传统电压时间型的基础上增加了对故障电流以及接地电流的判别，遵循得电X时限合闸，X时限内检测到残压闭锁合闸，合闸后Y时限内失压且检测到故障电流闭锁分闸的基本逻辑。同时具备合闸后Y时限内未检测到故障电流闭锁分闸的逻辑，从而加快故障隔离的过程；解决了现有技术针对10kV配电线路接地故障定位采用人工试拉线及到现场故障排查的方式存在的故障范围的搜索难度大，且带电运行对运维人员安全也构成威胁，也严重影响用电质量等技术问题。

附图说明：

图1-3为本发明具体实施方式主干线瞬时短路故障隔离方法流程示意图；

图4-12为本发明具体实施方式主干线永久短路故障隔离方法流程示意图；

图13-17为本发明具体实施方式主干线接地故障隔离方法流程示意图。

具体实施方式

一种基于电压电流型的配电线路单相接地故障定位方法，它包括：

步骤1、采集小电流接地系统故障发生时刻的前后各3个周波进行暂态量分析求解故障发生时刻线路的对地电容正负极性；

步骤2、当负荷侧线路电容极性为负且零序电压持续T时间，判定该负荷侧线路为故障线路，即为界内故障；T时间可以整定，工程上目前设置为20s。

步骤3、当负荷侧线路电容极性为正时，判定该负荷侧线路为健全线路，即为界外故障。

一种基于电压电流型的配电线路单相接地故障的隔离方法，它包括主干线瞬时短路故障隔离方法、主干线永久短路故障隔离方法和主干线接地故障隔离方法。

所述主干线瞬时短路故障隔离方法包括（见图1-3）：

图中：FS2和FS3之间发生瞬时故障，其中，CB为带时限保护和重合闸功能的10KV馈线出线断路器；FS1~FS4、LS为电压电流型智能馈线分段开关；PS1~PS3为用户分界开关。

步骤a1、假设电压电流型智能馈线分段开关FS2和FS3之间发生瞬时故障；

步骤a2、带时限保护和重合闸功能的10KV馈线出线断路器CB保护跳闸，FS1、FS2过流计数1次，FS1-FS4失压1次，FS1-FS4在CB重合闸之前保持合闸状态；

步骤a3、CB在0.3s内重合闸，上游非故障区恢复供电。

所述主干线永久短路故障隔离方法包括，见图4-12：

步骤b1、假设电压电流型智能馈线分段开关FS2和FS3之间发生永久故障；

步骤b2、带时限保护和重合闸功能的10KV馈线出线断路器CB保护跳闸，FS1、FS2过流计数1次，FS1-FS4失压1次，FS1-FS4在CB重合闸之前保持合闸状态；

步骤b3、CB在0.2s内合闸，合于故障；FS1、FS2过流计数2次；

步骤b4、CB跳闸，FS1、FS2过流计数2次且失压2次；FS1、FS2失电经短延后分闸；，该处所述的经过短延后，短延时间可整定，目前设置为300ms；FS3、FS4失压2次，但过流计数为0，不分闸；

步骤b5、CB在15s后第二次重合闸；

步骤b6、FS1在得电X时限后合闸，且合闸后Y时限内并未检测到故障电流，闭锁分闸；X的时间和Y的时间可以整定，有固定的几档，本领域以X时限和Y时限表示。

步骤b7、FS2在X时限后合闸；合于故障；

步骤b8、CB保护跳闸，FS2在Y时限内失压并检测到故障电流，跳闸并闭锁合闸，FS1由于闭锁分闸依旧保持合闸状态；

步骤b9、CB第三次重合闸，上游非故障区域恢复供电。

所述主干线接地故障隔离方法包括，见图13-17：

步骤c1、FS1整定为选线模式，其余开关整定为选段模式，设接地故障发生在FS2与FS3之间；

步骤c2、FS1、FS2检测出负荷侧发生故障，FS1首端开关接地选线延时跳闸，延时时间根据动作出口时间整定；此后FS2失压跳闸；FS3、FS4检测到电源侧故障，保持合闸不动作；

步骤c3、FS1重合闸，检测到无故障；

步骤c4、FS2经X延时合闸；

步骤c5、FS2合于故障，感受到零序电压突变直接跳闸，闭锁合闸；接地故障被切除。

Claims (5)

1.一种基于电压电流型的配电线路单相接地故障定位方法，它包括：

步骤1、采集小电流接地系统故障发生时刻的前后各3个周波进行暂态量分析求解故障发生时刻线路的对地电容正负极性；

步骤2、当负荷侧线路电容极性为负且零序电压持续T时间，判定该负荷侧线路为故障线路，即为界内故障；

步骤3、当负荷侧线路电容极性为正时，判定该负荷侧线路为健全线路，即为界外故障。

2.一种基于电压电流型的配电线路单相接地故障的隔离方法，它包括主干线瞬时短路故障隔离方法、主干线永久短路故障隔离方法和主干线接地故障隔离方法。

3.根据权利要求1所述的一种基于电压电流型的配电线路单相接地故障的隔离方法，其特征在于：所述主干线瞬时短路故障隔离方法包括：

步骤a1、假设电压电流型智能馈线分段开关FS2和FS3之间发生瞬时故障；

步骤a2、带时限保护和重合闸功能的10KV馈线出线断路器CB保护跳闸，FS1、FS2过流计数1次，FS1-FS4失压1次，FS1-FS4在CB重合闸之前保持合闸状态；

步骤a3、CB在0.3s内重合闸，上游非故障区恢复供电。

4.根据权利要求1所述的一种基于电压电流型的配电线路单相接地故障的隔离方法，其特征在于：所述主干线永久短路故障隔离方法包括：

步骤b1、假设电压电流型智能馈线分段开关FS2和FS3之间发生永久故障；

步骤b2、带时限保护和重合闸功能的10KV馈线出线断路器CB保护跳闸，FS1、FS2过流计数1次，FS1-FS4失压1次，FS1-FS4在CB重合闸之前保持合闸状态；

步骤b3、CB0.2s内合闸，FS1、FS2过流计数2次；

步骤b4、CB跳闸，FS1、FS2过流计数2次且失压2次；FS1、FS2失电经短延后分闸；FS3、FS4失压2次，但过流计数为0，不分闸；

步骤b5、CB在15s后第二次重合闸；

步骤b6、FS1在得电X时限后合闸，且合闸后Y时限内并未检测到故障电流，闭锁分闸；

步骤b7、FS2在X时限后合闸；

步骤b8、CB保护跳闸，FS2在Y时限内失压并检测到故障电流，跳闸并闭锁合闸，FS1闭锁分闸依旧保持合闸状态；

步骤b9、CB第三次重合闸，上游非故障区域恢复供电。

5.根据权利要求1所述的一种基于电压电流型的配电线路单相接地故障的隔离方法，其特征在于：所述主干线接地故障隔离方法包括：

步骤c1、FS1整定为选线模式，开关整定为选段模式，设接地故障发生在FS2与FS3之间；

步骤c2、FS1、FS2检测出负荷侧发生故障，FS1首端开关接地选线延时跳闸，此后FS2失压跳闸；FS3、FS4检测到电源侧故障，保持合闸不动作；

步骤c3、FS1重合闸，检测到无故障；

步骤c4、FS2经X延时合闸；

步骤c5、FS2合于故障，感受到零序电压突变直接跳闸，闭锁合闸；接地故障被切除。