CN109669093A

CN109669093A - 一种非有效接地系统线路接地故障检测方法

Info

Publication number: CN109669093A
Application number: CN201811529325.3A
Authority: CN
Inventors: 贾延海
Original assignee: NANJING ZHENGRUI POWER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NANJING ZHENGRUI POWER TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2018-12-13
Publication date: 2019-04-23

Abstract

本发明公开了一种非有效接地系统线路接地故障检测方法，零序电流和负序电流并存。本发明无需专用零序电流互感器。精确测量三相工频的电流互感器设备，三相合成序分量即可。无需专用零序电压互感器。根据电流直接判断故障，与电压无关，省去了测量对地电压传感器。无需采集暂态电压和电流数据，省去了高精度测量电流传感器和高速测量芯片。本方法可以用于线路故障检测，可用于故障指示器，也可以用于线路接地保护。

Description

一种非有效接地系统线路接地故障检测方法

技术领域

本发明涉及配电系统，特别是一种非有效接地系统线路接地故障检测方法。

背景技术

配电系统属于非有效接地系统，包括小电流系统、不接地系统、消弧线圈接地系统、电阻接地系统。线路单相接地故障后，利用序分量复合技术，迅速定位故障，实现故障的隔离或追踪提示。

目前，配电系统解决接地故障的方法很多，稳态性的有小电流选线技术、零序电流保护、方向电流保护、零序功率保护等，暂态性的有零序半波检测、首半波检测等技术。这些技术都存在一个致命问题，就是正确性差、精度低，有的依赖复杂和昂贵的检测设备，方向性保护和功率保护依赖对地电压的采样，都存在局限性。

复合序分量技术做到了准确判断、精确测量，可以直接启动保护跳闸。并简化了采样设备，无需零序电压采样设备，也不要高速采样芯片实现。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可用于故障指示器，也可以用于线路接地保护，无需专用零序电流互感器、无需专用零序电压互感器、无需采集暂态电压和电流数据的非有效接地系统线路接地故障检测方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。一种非有效接地系统线路接地故障检测方法，零序电流和负序电流并存，即其中I_2ZD和I_OZD分别为负序电流和零序电流整定值，I₂、 I₀为电流序分量。

通过增量法进行检测，具体为：或者其中I_2S和I_0S为故障前的负序电流和零序电流的基础值。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

无需专用零序电流互感器。精确测量三相工频的电流互感器设备，三相合成序分量即可。

无需专用零序电压互感器。根据电流直接判断故障，与电压无关，省去了测量对地电压传感器。

无需采集暂态电压和电流数据，省去了高精度测量电流传感器和高速测量芯片。

本方法可以用于线路故障检测，可用于故障指示器，也可以用于线路接地保护。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，对本发明作详细描述。

序分量复合原理分析：

在系统发生接地故障时，产生不对称的对地电流。不对称电流产生正序、负序和零序电流，接地故障线路，其公式如下：

式中：I₁、I₂、I₀为电流序分量。E为相电势，C_∑和C_T分别为全系统单相对地电容和故障线路末端单相对地电容。

从上式中可以看出，接地故障存在负序电流和零序电流，并且几乎相同。同时利用这两个分量，实现故障的准确判断。

中性点消弧线圈L和接零电阻R同时存在的情况下，上式变为：

下面详细计算分析非故障线路和故障线路的表现

非故障线路电流分量：

在系统接地情况下，非接地线路上，没有汇总的零序电流，只有本线末端电容电流，对地电容电流的序分量分析

可以看出，非故障线路在系统接地情况下，没有负序电流。

消弧线圈故障补偿：

在系统接地情况下，接地故障线路上的对地电容电流和消弧线圈补偿电流的序分量分析

可以看出，无论消弧线圈是欠补偿还是过补偿，只是改变了电流的幅值，消弧线圈不能工作在等补偿情况下，否则会产生谐振。所以，依然存在负序电流，可以判断为故障线路。

实际上，还可以根据正序和负序的电流方向，判断出是什么类型的补偿。

中心点电阻模式：

消弧线圈电感与中点小电阻的复合模式

电阻接地模式和电感模式相同，由于相位不同，不存在减少问题。I₂只会更大。

检测影响因素：

检测设备要排除以下几个正常运行可能带来的影响因素。

负荷电流不平衡影响：

负荷电流影响，在故障短时间内不会发生突变，可以通过短时时差过滤手段消除。

I_L1和I_L2分别代表负荷电流正序和负序分量，正常情况下，系统负荷相对对称，基本没有负序电流的存在。

系统接线错误：

检测出相序错的原因主要有一是电网线路本身相序错误，二是电流互感器二次交叉接线。这可以在正常运行时进行电流检测，当系统出现相序错误时有：

可以看出，在没有正序和零序电流的情况下，系统出现较大的负序电流，表明设备接线错误，通过更正系统接线或设置更换正负序表达，实现错误的更正。

合闸同期影响：

由于电网合闸瞬间的三相非同期，会产生严重电流的，根据系统的阻抗参数，一般在运行后约五个周波可以衰减到正常值。因此，负序电流的检测，要避免同期问题，可以考虑设备操作延期0.1s。设备送电本身，不会产生零序电流，不影响检测结果。

可以看出故障情况下的负序电流和零序电流是接地故障的典型标志。但是，这两个参数分别受到负荷不对称的影响、计算线路本身末端对地电容电流的影响，消弧线圈补偿电流的影响基本可以忽略。

因此，接地保护装置的故障线路判断依据为：零序电流和负序电流并存：

其中I_2ZD和I_0ZD分别为负序电流和零序电流整定值。为了排除故障负荷电流的影响，可以考虑用增量法，实现更为精确的检测判断：

其中I_2S和I_0S为故障前的负序电流和零序电流的基础值。

上述为绝对值判断模式。可以通过上述三种模式，实现保护功能。

零序和负序电流大小相同。

负序分量只有0.1，零序分量为2.1有十倍之差。根据故障线路表达式(2.1)和(2.2) 正负序应该基本一致。说明这不是故障线路，虽然零序电流达到了2.1x50/5A＝21A，也只是线路电缆的电容C_T电流造成，而非故障线路的故障电流。

Claims

1.一种非有效接地系统线路接地故障检测方法，其特征在于零序电流和负序电流并存，即其中I_2ZD和I_0ZD分别为负序电流和零序电流整定值，I₂、I₀为电流序分量。

2.根据权利要求1所述的一种非有效接地系统线路接地故障检测方法，其特征在于通过增量法进行检测，具体为：其中I_2S和I_0S为故障前的负序电流和零序电流的基础值。

3.根据权利要求1所述的一种非有效接地系统线路接地故障检测方法，其特征在于通过增量法进行检测，具体为：其中I_2S和I_0S为故障前的负序电流和零序电流的基础值。