CN110888083A - 一种基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法，变电站及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法，变电站及可读存储介质，本方法选用零序图变量法判断接地线路，快速、准确，实用性强。依赖线路保护实现接地线路判别，改造工程量小，只需要将开关柜内已短封的零序二次回路接入保护装置，升级保护内部程序，写入本专利的判据程序，通过保护装置向站内自动化远传系统将接地报警传送至调控人员，即可实现接地选线功能。

Description

一种基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方 法，变电站及可读存储介质

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法，变电站及可读存储介质。

背景技术

我国的中低压配电网多采用小电流接地系统。据统计，在小电流接地系统中，配电网80％以上的故障是单相接地故障。小电流接地系统突出的优点是发生单相接地故障后故障电流小，保护不必立即动作，系统可继续运行1-2h，相对提高了供电的可靠性。但是当变电站一条馈线发生单相接地，此时变电站只会告警相应母线接地，无法判别故障线路，如果发生单相接地故障后短时间内无法排除故障，可能会引起短路故障，造成更大的损失。所以单相接地故障的快速准确定位对供电的可靠性和电网的安全、稳定运行十分重要。

对于中性点经消弧线圈接地的10kV配网系统，在配网线路出现单相接地时，变电站开关不跳闸，故障定位多使用逐路拉合的方法确定故障线路，这种方法需要线路运行人员大量倒闸操作，排查速度慢，设备承受绝缘损坏的风险；同时这种方法不适用于非同一线路同名相单相接地故障查找。针对逐路拉合法弊端，目前实际运用的方案有安装小电流接地选线系统，选线原理常见的有阻抗法、行波法、信号注入法、中电阻法、端口故障诊断、零序电流判别法等,但是安装小电流接地选线系统，由于其各种判别原理各有弊病和不适用性，且安装小电流接地选线系统存在着需要实施复杂的改造工程，需要设置新间隔等不便。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法，方法包括：

当线路发生单相永久金属性接地故障时，改变消弧线圈参数，改变补偿电流的大小，使补偿电流大小的变化反映到故障线路的零序电流中；

当线路发生永久性经阻抗接地故障时，改变消弧线圈参数引起故障电流的变化，使零序电压发生变化，零序电压的变化使各条线路的零序电流发生变化，将零序电流折算到同一电压下，使补偿电流大小的变化反映在故障线路的零序电流中；

从变电站出线端引出的第N条线路发生单相接地故障，消弧线圈的电抗值分别为X_L1和X_L2，零序电压分别为

和

设各条分支在消弧线圈电抗值改变前后的零序电流分别为

和

各条线路的对地电容值分别为C₁,C₂,...C_N-1,C_N；

在第N线路发生单相金属性接地故障、消弧线圈参数未改变之前，配置系统的零序等值电路；

获取变电站出线端的线路分支故障；

非故障线路的零序电流为：

故障线路的零序电流为：

消弧线圈参数改变后，非故障线路的零序电流为

故障线路的零序电流为：

由于发生金属性接地故障时，消弧线圈参数改变前后全网的零序电压基本不变，即

求出消弧线圈参数变化前后各条分支的零序电流的改变量；

当第N条线路发生单相电阻接地故障时，消弧线圈参数改变前后，非故障线路的零序电流和故障线路的零序电流同式(1)-(4)；

由于消弧线圈参数的改变引起故障电流的变化，导致零序电压发生变化，使各条线路的零序电流都发生变化，由式(1)和(3)得，即

即：

如果将消弧线圈参数改变前后的零序电流折算到同一个电压下，去除零序电压变化带来的影响，列写各分支零序电流突变量方程：

当消弧线圈参数改变前后的零序电流折算到同一电压下时，消弧线圈参数的改变导致故障线路中的零序电流变化，以此为依据，构造以下判据：

的那条线路为故障线路；各线路早消弧线圈参数变换后

都等于零，则是母线故障。

本发明还提供一种实现基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法的变电站，变电站包括：

存储器，用于存储计算机程序及基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法；

处理器，用于执行所述计算机程序及基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法，以实现基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法的步骤；

将所述存储器和所述处理器应用于变电站的线路保护装置中；

设置零序突变量告警定值；通过保护装置向站内自动化远程通信系统将接地报警传送至调控人员，实现接地选线功能。

本发明还提供一种具有基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法的可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法的步骤。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

1.选用零序图变量法判断接地线路，该方法快速、准确，实用性强。

2.依赖线路保护实现接地线路判别，改造工程量小，只需要将开关柜内已短封的零序二次回路接入保护装置，升级保护内部程序，写入本专利的判据程序，通过保护装置向站内自动化远传系统将接地报警传送至调控人员，即可实现接地选线功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例示意图。

具体实施方式

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本发明提供一种基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法，方法包括：

配置零序图变量接地故障判断判据：

当线路发生单相永久金属性接地故障时，改变消弧线圈参数(改变消弧线圈的电抗值，以下类同)，可以改变补偿电流的大小，而补偿电流大小的变化只会

反映在故障线路的零序电流中；当线路发生永久性经阻抗接地故障时，改变消弧线圈参数同样会引起故障电流的变化，从而导致零序电压发生变化，而零序电压的变化会使各条线路的零序电流都发生变化，此时将零序电流折算到同一电压下，补偿电流大小的变化也只会反映在故障线路的零序电流中。

假设从变电站出线端引出的第N条线路发生单相接地故障，零序电流参考方向如图1所示，消弧线圈参数改变前后，消弧线圈的电抗值分别为X_L1和 X_L2，零序电压分别为

和

设各条分支在消弧线圈电抗值改变前后的零序电流分别为

和

各条线路的对地电容值分别为C₁,C₂,...C_N-1,C_N。

在第N线路发生单相金属性接地故障、消弧线圈参数未改变之前，系统的零序等值电路如图1所示。

变电站出线端的线路分支故障分析

方式为：

非故障线路的零序电流为

故障线路的零序电流为

消弧线圈参数改变后，非故障线路的零序电流为

故障线路的零序电流为

由于发生金属性接地故障时，消弧线圈参数改变前后全网的零序电压基本不变，即

因此可求出消弧线圈参数变化前后各条分支的零序电流的改变量。

当第N条线路发生单相电阻接地故障时，消弧线圈参数改变前后，非故障线路的零序电流和故障线路的零序电流同式(1)-(4)。

由于消弧线圈参数的改变引起故障电流的变化，导致零序电压发生变化，会使各条线路的零序电流都发生变化，由式(1)和(3)得，即

即：

如果将消弧线圈参数改变前后的零序电流折算到同一个电压下，就可以去除零序电压变化带来的影响，列写各分支零序电流突变量方程：

当消弧线圈参数改变前后的零序电流折算到同一电压下时，消弧线圈参数的改变只会导致故障线路中的零序电流变化，以此为依据，构造以下判据：

的那条线路为故障线路；各线路早消弧线圈参数变换后

都等于零，则是母线故障。

基于上述方式本发明还提供一种实现基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法的变电站，变电站包括：存储器用于存储计算机程序及基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法；

处理器，用于执行所述计算机程序及基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法，以实现基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法的步骤；

将所述存储器和所述处理器应用于变电站的线路保护装置中；设置零序突变量告警定值；通过保护装置向站内自动化远程通信系统将接地报警传送至调控人员，实现接地选线功能。

本发明还提供一种具有基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法的可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法的步骤。

基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法是结合本发明中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是 CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的索引方法。

基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器 (EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法，其特征在于，方法包括：

当线路发生单相永久金属性接地故障时，改变消弧线圈参数，改变补偿电流的大小，使补偿电流大小的变化反映到故障线路的零序电流中；

当线路发生永久性经阻抗接地故障时，改变消弧线圈参数引起故障电流的变化，使零序电压发生变化，零序电压的变化使各条线路的零序电流发生变化，将零序电流折算到同一电压下，使补偿电流大小的变化反映在故障线路的零序电流中；

从变电站出线端引出的第N条线路发生单相接地故障，消弧线圈的电抗值分别为X_L1和X_L2，零序电压分别为

和

设各条分支在消弧线圈电抗值改变前后的零序电流分别为

和

各条线路的对地电容值分别为C₁,C₂,...C_N-1,C_N；

在第N线路发生单相金属性接地故障、消弧线圈参数未改变之前，配置系统的零序等值电路；

获取变电站出线端的线路分支故障；

非故障线路的零序电流为：

故障线路的零序电流为：

消弧线圈参数改变后，非故障线路的零序电流为

故障线路的零序电流为：

由于发生金属性接地故障时，消弧线圈参数改变前后全网的零序电压基本不变，即

求出消弧线圈参数变化前后各条分支的零序电流的改变量；

当第N条线路发生单相电阻接地故障时，消弧线圈参数改变前后，非故障线路的零序电流和故障线路的零序电流同式(1)-(4)；

由于消弧线圈参数的改变引起故障电流的变化，导致零序电压发生变化，使各条线路的零序电流都发生变化，由式(1)和(3)得，即

即：

如果将消弧线圈参数改变前后的零序电流折算到同一个电压下，去除零序电压变化带来的影响，列写各分支零序电流突变量方程：

当消弧线圈参数改变前后的零序电流折算到同一电压下时，消弧线圈参数的改变导致故障线路中的零序电流变化，以此为依据，构造以下判据：

的那条线路为故障线路；各线路早消弧线圈参数变换后

都等于零，则是母线故障。

2.一种实现基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法的变电站，其特征在于，变电站包括：

存储器，用于存储计算机程序及基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法；

处理器，用于执行所述计算机程序及基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法，以实现如权利要求1所述基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法的步骤；

将所述存储器和所述处理器应用于变电站的线路保护装置中；

设置零序突变量告警定值；通过保护装置向站内自动化远程通信系统将接地报警传送至调控人员，实现接地选线功能。

3.一种具有基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法的可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1基于变电站线路保护装置的消弧线圈接地故障定位方法的步骤。

Images