CN109633366A

CN109633366A - 一种配电网单相接地故障选相方法及选相装置

Info

Publication number: CN109633366A
Application number: CN201811290117.2A
Authority: CN
Inventors: 周宁; 黄利军; 李献伟; 赵涛; 冯光; 张敬安; 谢卫华
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Xuji Group Co Ltd; Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Xuji Group Co Ltd; Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2019-04-16
Anticipated expiration: 2038-10-31
Also published as: CN109633366B

Abstract

本发明涉及一种配电网单相接地故障选相方法及选相装置，当启动故障选相时，首先采集系统三相的电压幅值；然后将三相的电压幅值两两作差并取绝对值，选出最小的幅值差，并确定与最小的幅值差无关的相为目标相；再比较目标相的电压幅值与其他两相电压幅值，若目标相的电压幅值最小，则判断目标相为故障相；若目标相的电压幅值最大，则根据正序法，判断目标相的下一相为故障相。本发明的选相方法无需根据中性点位移电压进行故障区的分区，算法简单容易实现。

Description

一种配电网单相接地故障选相方法及选相装置

技术领域

本发明属于配电网单相接地故障处理领域，具体涉及一种配电网单相接地故障选相方法及选相装置。

背景技术

近年来，主动干预型故障处理的方法逐渐被学者们认可，其主要原理是：当配电网发生接地故障时，首先选出故障相，然后应用快速单相接地开关把故障相对地合闸，把故障点的故障电流转移，钳制故障点电压为零，从而熄灭故障点可能存在的电弧，此时不但可以保障故障点的安全，还有利于故障点的绝缘恢复。

上述故障处理的方法的优点是可以完成瞬时性接地故障的快速恢复，避免将故障问题复杂化。但其面临的首要问题是故障选相问题。只有准确的选出故障相，才能准确闭合单相接地开关，完成瞬时故障的处理及后续永久性故障的选相工作。

授权公告号为“CN 105738767 B”的中国发明专利“一种分区式配电网单相过渡电阻接地故障选相法”公开了一种单相接地故障选相方法，当配电网发生电阻接地时，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，然后以相电压的幅值差作为约束条件，进行故障相的判断；其虽然能够判断出接地故障相，但是选相方法需要根据中性点位移电压的大小来区分高低阻接地故障区，才能判断故障相，因此，该选相方法较复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配电网单相接地故障选相方法及选相装置，用以解决故障选相方法较复杂、不易实现的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种配电网单相接地故障选相方法，包括如下步骤：

1)当启动故障选相时，采集系统三相的电压幅值；

2)将三相的电压幅值两两作差并取绝对值，选出最小的幅值差，并确定与最小的幅值差无关的相为目标相；

3)比较目标相的电压幅值与其他两相电压幅值的大小，若目标相的电压幅值最小，则判断目标相为故障相；若目标相的电压幅值最大，则根据正序法，判断目标相的下一相为故障相。

本发明的有益效果为：本发明的选相方法采用相电压的幅值差作为首要判据，来确定目标相，然后根据目标相电压幅值与其他两相电压幅值的大小关系，确定选相判据，最终确定故障相，即无需根据中性点位移电压进行故障区的分区，算法简单容易实现。

进一步地，为了准确地启动故障选相，当系统零序电压U₀满足条件U₀＞U_Q时，启动故障选相；U_Q为单相接地故障启动电压。

进一步地，为了更灵活的进行故障选相，U_Q＞15％U_N；其中U_N为系统相电压。

本发明还提供了一种配电网单相接地故障选相装置，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储在所述存储器中的指令实现如下方法：

1)当启动故障选相时，采集系统三相的电压幅值；

本发明的有益效果：本发明的配电网单相接地故障选相装置，既不必测量接地电阻，也不必分析零序电压，具有更加简单、便捷、有效的特点。

附图说明

图1是本发明的配电网单相接地故障选相方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

方法实施例

本发明提出了一种配电网单相接地故障选相方法，该选相方法以相电压幅值差为特征约束条件来确定目标相，根据目标相与其他两相的电压大小关系来确定选相方式，从而确定具体的故障相；如图1所示，本发明的配电网单相接地故障选相方法流程图。

首先，判断故障选相是否启动，即系统零序电压U₀＞U_Q，启动故障选相；

本实施例中当配网系统正常运行时，由于三相对地参数不对称和三相负载不对称，系统会存在零序电压U₀，为了不影响系统正常运行，要求将系统零序电压控制在一定范围内，即U₀≤15％U_N，其中U_N为系统相电压。当系统发生单相接地故障时，导致系统三相对地参数发生变化，从而产生较大的零序电压U₀。当系统零序电压U₀超过一个门槛值U_Q时，系统进入故障处理流程。

本实施例中的门槛值U_Q为单相接地故障启动电压，其可以根据实际电网系统的三相不对称程度来进行不同的设置，一般设置U_Q＞15％U_N，其中U_N为系统相电压。即当系统零序电压U₀满足U₀＞U_Q时，才进入故障处理，对于U₀≤U_Q的情况，不需要进行故障处理。

因此，本发明中当系统零序电压U₀＞U_Q时，认为系统发生了单相接地故障，启动选相流程。

其次，采集配电网的三相电压幅值，并将三相电压的幅值进行两两作差并取绝对值，选出最小的幅值差，并确定与最小的幅值差无关的相为目标相；然后，比较目标相的电压幅值与其他两相的电压幅值的大小，若目标相的电压幅值最小，则判断目标相为故障相；若目标相的电压幅值最大，则根据正序法，判断目标相的下一相为故障相，故障处理即可结束。

需要说明的是，上述实施例中U_mA、U_mB和U_mC分别表示的是A相、B相、C相的电压幅值，其中的U_m表示的电压幅值，这是电力系统领域中的常用表示符号。

本实施例中的按正序法判定目标相的下一相为故障相的方法，举例说明，若目标相为A相，则目标相的下一相为B相；若目标相为B相，则目标相的下一相为C相；若目标相为C相，则目标相的下一相为A相。

由于系统零序电压的大小与故障相接地电阻的大小密切相关，且对于不同的系统，其高阻接地和低阻接地时，系统零序电压的大小不同，因此，无法直接利用零序电压来确定接地故障为高阻或者低阻，即本发明以相电压幅值差来作为约束条件来进行故障选相，即首先要选择目标相，目标相即为三相中最突出的相，即最大或最小，无需进行接地故障的分区，这样不仅可以有效地减少因测量误差带来的误选相问题，提高选相的准确率；而且算法简单容易实现。

具体的，以A相发生接地故障来说明本发明的选相原理。

当接地电阻R_G为零时，即系统发生金属性接地故障，此时A相电压降为零，B相和C相电压升高至线电压，因此，U_m2＝0为三个幅值差中的最小值，而U_m2是B相和C相的电压幅值差，则A相是与U_m2无关的相，从而确定A相为目标相，又根据A相的电压幅值为三相电压幅值的最小值，即可确定A相为故障相。随着接地电阻R_G的增大，A相电压逐渐增大，B相和C相电压逐渐减小。当R_G＜R_F时，满足U_m2<U_m1且U_m2<U_m3，即U_m2为三个幅值差中的最小值(其中R_F为故障相的接地电阻临界值，其大小随着系统的不同而不同)，确定A相为目标相，此时A相仍为三相中电压的最小相，因此确定A相为故障相。

当R_G≥R_F时，随着A相电压的增大和B相电压的减小(C相电压的减小幅度小于B相)U_m2不再是幅值差中的最小值，U_m1成为三个幅值差中的最小值，而U_m1是A相和B相的电压幅值差，则C相是与U_m1无关的相，因此，确定C相为目标相，此时C相电压为三相电压幅值中的最大值，根据正序法，判定目标相的下一相A相为故障相。

装置实施例

本发明还提供了一种配电网单相接地故障选相装置，该配电网单相接地故障选相装置可以是配网系统中的智能终端、控制保护装置等设备；其中含有处理器和存储器，至于处理器和存储器，可以采用市售产品，该处理器用于执行指令实现本发明的配电网单相接地故障选相方法，具体方法见上述介绍的方法实施例，这里不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照实施例的方法、设备(系统)、计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的，应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合；可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中方法的各实施步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims

1.一种配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)当启动故障选相时，采集系统三相的电压幅值；

3)比较目标相的电压幅值与其他两相的电压幅值的大小，若目标相的电压幅值最小，则判断目标相为故障相；若目标相的电压幅值最大，则根据正序法，判断目标相的下一相为故障相。

2.根据权利要求1所述的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，当系统零序电压U₀满足条件U₀＞U_Q时，启动故障选相；其中U_Q为单相接地故障启动电压。

3.根据权利要求2所述的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，U_Q＞15％U_N；其中U_N为系统相电压。

4.一种配电网单相接地故障选相装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储在所述存储器中的指令实现如下方法：

1)当启动故障选相时，采集系统三相的电压幅值；

5.根据权利要求4所述的配电网单相接地故障选相装置，其特征在于，当系统零序电压U₀满足条件U₀＞U_Q时，启动故障选相；其中U_Q为单相接地故障启动电压。

6.根据权利要求5所述的配电网单相接地故障选相装置，其特征在于，U_Q＞15％U_N；其中U_N为系统相电压。