CN110244170B - 一种中性点不接地系统高阻接地识别方法 - Google Patents

一种中性点不接地系统高阻接地识别方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种中性点不接地系统高阻接地识别方法，包括：利用外部电源向系统中性点施加第一检测电压；检测系统中性点对地的第一特征电压和外部电源输出的第一特征电流；利用外部电源向系统中性点施加第二检测电压；检测系统中性点对地的第二特征电压和外部电源输出的第二特征电流；根据第一特征电压、第一特征电流、第二特征电压和第二特征电流，计算得到第一系统对地泄露电阻；判断第一系统对地泄露电阻是否在预设阈值范围内；如果第一系统对地泄露电阻超过预设阈值范围，则判定中性点不接地系统发生高阻接地。本申请具有中性点不接地系统高阻接地识别准确度高的优点。

Description

一种中性点不接地系统高阻接地识别方法
技术领域
本申请涉及电网系统单相接地判别技术领域，尤其涉及一种中性点不接地系统高阻接地识别方法。
背景技术
单相接地故障是配电网中常见的系统故障。我国的配电网中，架空线路仍占绝对多数，且配电网多为中性点不接地运行方式。架空配电网发生的单相接地故障以高阻接地故障为主，其他故障如金属性接地故障、低电阻接地故障往往由高阻接地故障发展而来，因此准确判断高阻接地故障并及时处理，能够有效降低金属性接地故障和低电阻接地故障的发生概率，提高配电网运行的可靠性。
相关技术中，高阻接地判别方法主要是判断系统零序电压幅值是否超过系统相电压的15％，超过15％则认为发生高阻接地故障。然而，当发生高阻接地故障时，接地过渡电阻将会升高，而接地过渡电阻升高，将导致零序电压变小，因此，系统实际零序电压常常低于系统相电压的15％，甚至比正常运行时的零序电压幅值更低，依靠零序电压来识别高阻接地，准确性较低。
发明内容
本申请提供了一种中性点不接地系统高阻接地识别方法，以解决现有中性点不接地系统高阻接地识别准确性低的问题。
本申请提供了一种中性点不接地系统高阻接地识别方法，该方法包括：
利用外部电源向系统中性点施加第一检测电压；
检测所述系统中性点对地的第一特征电压和所述外部电源输出的第一特征电流；
利用所述外部电源向系统中性点施加第二检测电压；
检测所述系统中性点对地的第二特征电压和所述外部电源输出的第二特征电流；
根据所述第一特征电压、第一特征电流、第二特征电压和第二特征电流，计算得到第一系统对地泄露电阻；
判断所述第一系统对地泄露电阻是否在预设阈值范围内；
如果所述第一系统对地泄露电阻超过所述预设阈值范围，则判定中性点不接地系统发生高阻接地。
可选地，根据所述第一特征电压、第一特征电流、第二特征电压和第二特征电流，计算得到第一系统对地泄露电阻，包括：根据
Figure BDA0002136060900000011
计算得到系统对地泄露电阻，其中，RG为第一系统对地泄露电阻，real()为取实部函数，I1为所述第一特征电流，I2为所述第二特征电流，E1为所述第一特征电压，E2为所述第二特征电压。
可选地，所述预设阈值范围包括：
Figure BDA0002136060900000012
其中，imag()为取虚部函数。
可选地，所述第一检测电压和第二检测电压的频率均为工频，所述第一检测电压和第二检测电压的幅值为系统标称电压的1％～7％；所述第一检测电压和第二检测电压的幅值和/或相位不同。
可选地，所述第一检测电压为零。
可选地，所述第一检测电压和第二检测电压的相位角差在30°～330°范围内。
可选地，所述第一特征电流和第二特征电流的方向为从地指向中性点，所述第一特征电压和第二特征电压的方向为从中性点指向地。
可选地，所述方法还包括：
如果所述第一系统对地泄露电阻在所述预设阈值内，则将基准泄露电阻进行更新；
在预设时刻重新检测所述系统对地泄露电阻，得到第二系统对地泄露电阻；
判断所述第二系统对地泄露电阻是否在所述预设阈值范围内；
如果所述第二系统对地泄露电阻超过所述预设阈值范围，则根据所述第二系统对地泄露电阻和所述基准泄露电阻计算得到系统接地过渡电阻。
可选地，根据所述第二系统对地泄露电阻和所述基准泄露电阻计算得到系统接地过渡电阻，包括：根据
Figure BDA0002136060900000021
计算得到系统接地过渡电阻，其中，Rd为所述系统接地过渡电阻，R'G为所述第二系统对地泄露电阻，RG0为所述基准泄露电阻。
本申请提供的中性点不接地系统高阻接地识别方法的有益效果包括：
本申请实施例提供的中性点不接地系统高阻接地识别方法，通过外部电源向中性点不接地系统分别施加不同的第一检测电压和第二检测电压，计算施加第一检测电压后的系统中性点对地的第一特征电压和外部电源输出的第一特征电流，以及施加第二检测电压后的系统中性点对地的第二特征电压和外部电源输出的第二特征电流，根据第一特征电压、第一特征电流、第二特征电压和第二特征电流，计算得到第一系统对地泄露电阻，根据第一系统对地泄露电阻超出预设阈值范围，判定中性点不接地系统发生高阻接地。本申请通过计算系统对地泄露电阻判断是否发生高阻接地故障，解决了依靠零序电压判断高阻接地故障灵敏度低的问题，提高了高阻接地识别的准确性，根据计算出的系统对地泄露电阻，进一步计算出系统接地过渡电阻，得到的系统接地过渡电阻准确性高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种中性点不接地系统高阻接地的检测示意图；
图2为本申请实施例提供的一种中性点不接地系统高阻接地识别方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
参见图1，为本申请实施例提供的一种中性点不接地系统高阻接地的检测示意图，图1中，L为系统母线，接地变压器5与地之间设置有外部电源1，系统对地分布电容2、系统对地泄露电阻3、系统接地过渡电阻4为该中性点不接地系统的系统参数。
本申请实施例通过判断系统对地泄露电阻3是否在预设阈值范围内来判断该中性点不接地系统是否发生高阻接地。
参见图2，为本申请实施例提供的一种中性点不接地系统高阻接地识别方法的流程示意图，如图2所示，本申请实施例提供的中性点不接地系统高阻接地识别方法，包括以下步骤：
步骤S101：利用外部电源向系统中性点施加第一检测电压。
在t1时刻，利用外部电源向系统中性点N施加第一检测电压，外部电源为交流电源，第一检测电压的频率均为工频，幅值为系统标称电压的1％～7％。本实施例中，第一检测电压可以为零，此时应断开外部电源1与接地变压器5之间的连接，使接地变压器5悬空。
步骤S102：检测系统中性点对地的第一特征电压和外部电源输出的第一特征电流。
当第一检测电压为零时，则第一特征电流为零。第一特征电流的方向为从地指向中性点，第一特征电压的方向为从中性点指向地。
步骤S103：利用外部电源向系统中性点施加第二检测电压。
第二检测电压的频率均为工频，幅值为系统标称电压的1％～7％。第二检测电压与第一检测电压不同，具体为幅值上的不同或相位上的不同，或幅值、相位均不相同。第一检测电压和第二检测电压的相位角差在30°～330°范围内。
步骤S104：检测系统中性点对地的第二特征电压和外部电源输出的第二特征电流。
第二特征电压的方向为从中性点指向地，第二特征电流的方向为从地指向中性点，第二特征电流的检测选A点或B点均可。
步骤S105：根据第一特征电压、第一特征电流、第二特征电压和第二特征电流，计算得到第一系统对地泄露电阻。
第一系统对地泄露电阻的计算公式如下：
Figure BDA0002136060900000031
(1)式中，RG为第一系统对地泄露电阻，real()为取实部函数，I1为第一特征电流，I2为第二特征电流，E1为第一特征电压，E2为第二特征电压。
步骤S106：判断第一系统对地泄露电阻是否在预设阈值范围内。
预设阈值范围由下式给出：
Figure BDA0002136060900000032
(2)式中，imag()为取虚部函数。
(2)式中的3％～5％为本申请实施例的统计值，当中性点不接地系统没有发生单相接地时，第一系统对地泄露电阻在(2)式的范围内，当中性点不接地系统发生单相接地时，第一系统对地泄露电阻会超出(2)式的范围。
步骤S107：如果第一系统对地泄露电阻超过预设阈值范围，则判定中性点不接地系统发生高阻接地。
步骤S108：如果第一系统对地泄露电阻在预设阈值内，则将基准泄露电阻进行更新。
将基准泄露电阻进行更新为第一系统对地泄露电阻。由于中性点不接地系统的各相负荷等电力信息实时发生变化，因此本申请将基准泄露电阻实时更新，有利于提高系统接地过渡电阻4计算的准确性。
步骤S109：在预设时刻重新检测系统对地泄露电阻，得到第二系统对地泄露电阻。
本申请实施例实时计算系统对地泄露电阻3，预设时刻即t1时刻的下一时刻，记为t2时刻，在t2时刻继续计算系统对地泄露电阻3，计算方法与步骤S101-S105相同，即在t2时刻，重复进行步骤S101-S105，得到t2时刻的系统对地泄露电阻3，记为第二系统对地泄露电阻。
步骤S110：判断第二系统对地泄露电阻是否在预设阈值范围内。
本步骤的判断方法与步骤S106相同，通过公式(2)判断第二系统对地泄露电阻是否在预设阈值范围内。
步骤S111：如果第二系统对地泄露电阻超过预设阈值范围，则根据第二系统对地泄露电阻和基准泄露电阻计算得到系统接地过渡电阻。
系统接地过渡电阻4的计算公式如下：
Figure BDA0002136060900000041
(3)式中，Rd为系统接地过渡电阻，R'G为第二系统对地泄露电阻，RG0为基准泄露电阻。
进一步的，如果第二系统对地泄露电阻在预设阈值范围，则返回至步骤S108，将基准泄露电阻进行更新，此时，应当将基准泄露电阻更新为第二系统对地泄露电阻。
本申请实施例计算出的系统接地过渡电阻4，基于本申请实施例的第一系统对地泄露电阻和第二系统对地泄露电阻计算得出，在第一系统对地泄露电阻和第二系统对地泄露电阻具有准确性高的基础上，计算出的系统接地过渡电阻4同样准确性高。
本申请实施例计算出系统接地过渡电阻后，可进行以下应用：
1、有助于根据接地过渡电阻确定接地故障方式，引发的故障原因和形式复杂多样，有雷击、鸟害、污闪、冰闪、舞动、外破等，不同的故障原因有不同的接地过渡电阻，可通过接地过渡电阻的大小分析故障原因。
2、接地过渡电阻的大小对接地故障定位的定位精度有较大影响，可根据接地过渡电阻的大小估算故障定位结果的误差，有利于故障点的排查。
由上述实施例可见，本申请实施例提供的中性点不接地系统高阻接地识别方法，通过外部电源向中性点不接地系统分别施加不同的第一检测电压和第二检测电压，计算施加第一检测电压后的系统中性点对地的第一特征电压和外部电源输出的第一特征电流，以及施加第二检测电压后的系统中性点对地的第二特征电压和外部电源输出的第二特征电流，根据第一特征电压、第一特征电流、第二特征电压和第二特征电流，计算得到第一系统对地泄露电阻，根据第一系统对地泄露电阻超出预设阈值范围，判定中性点不接地系统发生高阻接地。本申请通过计算系统对地泄露电阻判断是否发生高阻接地故障，解决了依靠零序电压判断高阻接地故障灵敏度低的问题，提高了高阻接地识别的准确性，根据计算出的系统对地泄露电阻，进一步计算出系统接地过渡电阻，得到的系统接地过渡电阻准确性高。
由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (8)

1.一种中性点不接地系统高阻接地识别方法，其特征在于，包括：
利用外部电源向系统中性点施加第一检测电压；
检测所述系统中性点对地的第一特征电压和所述外部电源输出的第一特征电流；
利用所述外部电源向系统中性点施加第二检测电压；
检测所述系统中性点对地的第二特征电压和所述外部电源输出的第二特征电流；
根据所述第一特征电压、第一特征电流、第二特征电压和第二特征电流，计算得到第一系统对地泄露电阻；
判断所述第一系统对地泄露电阻是否在预设阈值范围内；
如果所述第一系统对地泄露电阻超过所述预设阈值范围，则判定中性点不接地系统发生高阻接地；
如果所述第一系统对地泄露电阻在所述预设阈值范围内，则将基准泄露电阻更新为所述第一系统对地泄露电阻；
在预设时刻重新检测系统对地泄露电阻，得到第二系统对地泄露电阻；
判断所述第二系统对地泄露电阻是否在所述预设阈值范围内；
如果所述第二系统对地泄露电阻超过所述预设阈值范围，则根据所述第二系统对地泄露电阻和所述基准泄露电阻计算得到系统接地过渡电阻。
2.如权利要求1所述的中性点不接地系统高阻接地识别方法，其特征在于，根据所述第一特征电压、第一特征电流、第二特征电压和第二特征电流，计算得到第一系统对地泄露电阻，包括：根据
Figure FDA0003095671520000011
计算得到第一系统对地泄露电阻，其中，RG为第一系统对地泄露电阻，real()为取实部函数，I1为所述第一特征电流，I2为所述第二特征电流，E1为所述第一特征电压，E2为所述第二特征电压。
3.如权利要求2所述的中性点不接地系统高阻接地识别方法，其特征在于，所述预设阈值范围包括：
Figure FDA0003095671520000012
其中，imag()为取虚部函数。
4.如权利要求1所述的中性点不接地系统高阻接地识别方法，其特征在于，所述第一检测电压和第二检测电压的频率均为工频，所述第一检测电压和第二检测电压的幅值为系统标称电压的1％～7％；所述第一检测电压和第二检测电压的幅值和/或相位不同。
5.如权利要求1所述的中性点不接地系统高阻接地识别方法，其特征在于，所述第一检测电压为零。
6.如权利要求1所述的中性点不接地系统高阻接地识别方法，其特征在于，所述第一检测电压和第二检测电压的相位角差在30°～330°范围内。
7.如权利要求1所述的中性点不接地系统高阻接地识别方法，其特征在于，所述第一特征电流和第二特征电流的方向为从地指向中性点，所述第一特征电压和第二特征电压的方向为从中性点指向地。
8.如权利要求1所述的中性点不接地系统高阻接地识别方法，其特征在于，根据所述第二系统对地泄露电阻和所述基准泄露电阻计算得到系统接地过渡电阻，包括：根据
Figure FDA0003095671520000021
计算得到系统接地过渡电阻，其中，Rd为所述系统接地过渡电阻，R'G为所述第二系统对地泄露电阻，RG0为所述基准泄露电阻。
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