CN110907750A - 基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法及系统 - Google Patents

基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法及系统，该系统能够对单相接地故障进行定位，定位方法，包括以下步骤线路出现单相接地时，站内选线模块接收到母线接地故障告警；闭合中阻开关；选线模块进行选线，选取发生故障的母线，选取具体故障母线后，将选线结果及故障母线的零序电压上送配电主站；配电主站根据选线结果、故障母线零序电压及配电终端上送的零序过流信息，按照系统拓扑关系，电流流向查找接地故障点。本发明实现配电网单相接地故障区域定位，可有效缩短单相接地查找时间，降低引发相间短路故障的风险，提高配电网的供电可靠性。

Description

基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法及系统
技术领域
本发明涉及一种配电自动化主站系统及故障定位方法，尤其涉及基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法及系统。
背景技术
由于配电网直接面向大量终端用户，所以其网架结构复杂，故障概率高，由于配电网自动化水平较低，所以故障定位、隔离和恢复供电的速度也较慢。单相接地故障是电网系统中常见的故障之一，其中以中性点不直接接地系统发生 单相接地故障几率最高。如果能在发生永久接地故障后及时隔离故障，则既能保持其能够自行清除瞬时性接地故障的优点，又能避免配电网长期带接地点运行的安全隐患。因此对于电网运行中故障的快速辨识、定位就成为了保障电网安全平稳运行的最重要手段之一。
现有配网调度在主网选线后反复遥控试拉查找定位接地点耗时数小时，可能导致用户频繁停电及对电网设备的反复冲击，因此，发挥配电自动化系统的作用，实现配电自动化主站系统单相接地故障定位是该领域的发展方向。
配电线路的故障定位一直是业内工作人员致力解决的难题，特别是中性点非有效接地配电网中的单相接地故障定位。我国配电系统电压等级一般为6-66kV，网络结构复杂，路分支多，中性点接地方式多样，故障定位实现起来更为复杂。
发明内容
本发明为了实现主站系统对单相接地故障的自动定位，提供了基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法，包括以下步骤
线路出现单相接地时，站内选线模块接收到母线接地故障告警；
闭合中阻开关；
选线模块进行选线，选取发生故障的母线，选取具体故障母线后，将选线结果及故障母线的零序电压上送配电主站；
配电主站根据选线结果、故障母线零序电压及配电终端上送的零序过流信息，按照系统拓扑关系，电流流向查找接地故障点。
进一步的，所述选线模块进行选线的步骤包括：查看配网是否有接地保护动作，若是则以配网保护动作线路为故障线路；若否则查看变电站是否有选线信号，若有则以变电站选线结果为故障线路。
进一步的，配电终端上送零序过流信息的条件为：在闭合中阻开关后，配电终端采集接地线路零序稳态电流判断零序电流值是否超过整定值且持续超过第一设定时长，若满足，则配电终端上送零序过流SOE，上送过流后第二设定时长内的零序电流有效值。
进一步的，所述第一设定时长为100ms，第二设定时长为300ms。
进一步的，所述零序过流SOE 包括零序过流的遥信点号、遥信点值和遥信点时标。
进一步的，主站系统按照系统拓扑关系对故障母线下游到联络开关的所有设备开始拓扑搜索，搜索出零序过流电流峰值最大值的配电开关，并根据零序过流电流峰值最大值的配电开关搜到到上游断路器，确定接地线路，校验所述上游断路器到下游对应联络开关间的配电开关动作的电流峰值与紧邻的配电开关动作的电流峰值之差是否大于规定限值，如果大于限值，则认定该开关零序保护信号有效，否则认定该开关零序保护信号无效，最后根据该接地线路上认定有效的零序保护信号完成故障定位，故障点位于该线路电流流向最下游存在认定有效的零序保护信号配电开关到紧邻下游配电开关之间。
本发明还涉及基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位系统，包括
监测模块：用于监测线路单相接地故障，并向选线模块发出母线接地故障告警；
控制模块：用于在监测模块检测到母线接地故障后闭合中阻开关；
选线模块：用于接收所述监测模块发送的母线接地故障告警并在接收告警后启动选线程序，选出故障母线，并将选线结果和故障母线的零序电压信息上送配电主站；
配电主站：根据选线结果、故障母线零序电压、零序过流信息，按照系统拓扑关系，电流流向查找接地故障点。
进一步的，所述选线模块进行选线的步骤包括：查看配网是否有接地保护动作，若是则以配网保护动作线路为故障线路；若否则查看变电站是否有选线信号，若有则以变电站选线结果为故障线路。
进一步的，所述零序过流信息由配电终端上送。
有益效果：提出基于中性点试并中电阻法的配电网单相接地故障定位方法，单相接地故障研判采用“站内选线+站外区段定位”的模式，由变电站中性点消弧线圈并联中电阻选线模块和电缆线路配电自动化终端分别采集故障信息，并由配电自动化主站系统进行综合研判。主站系统研判所需信号来源主要分为两部分：变电站母线发生接地故障指示信号、故障母线零序电压、并联中电阻选线模块选线结果和中阻投入时间，由配电自动化终端提供包含零序电流峰值的零序过流动作信息。
本发明实现配电网单相接地故障区域定位，可有效缩短单相接地查找时间，降低引发相间短路故障的风险，提高配电网的供电可靠性。
附图说明
图1 本发明中主站系统进行故障定位的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。
如图1所示，本发明中的基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位系统包括监测装置、控制装置、选线装置和配电主站，监测装置用于监测线路单相接地故障，并向选线装置发出母线接地故障告警；控制装置用于在监测装置检测到母线接地故障后闭合中阻开关；选线装置用于接收监测装置发送的母线接地故障告警并在接收告警后启动选线程序，选出故障母线，并将选线结果和故障母线的3U0信息上送配电主站。配电主站根据选线结果、故障母线3U0、零序过流信息，按照系统拓扑关系，电流流向查找接地故障点，零序过流信息由配电终端上送。
上述配电自动化主站系统能够对单相接地故障自动定位，定位方法步骤包括线路出现单相接地时，站内选线模块接收到母线接地故障告警；控制模块闭合中阻开关；选线模块进行选线，选取发生故障的母线，选取具体故障母线后，将选线结果及故障母线的3U0上送配电主站；选线模块进行选线流程包括以下步骤：
a 选线模块启动分析，查看配网是否有接地保护动作，若有则进行步骤b，若否则进行步骤c；
b 比对配网保护动作线路是否与变电站选线结果相同，若是则根据配网保护和变电站选出的线路作为故障线路；若否则以配网保护动作线路选出故障线路，
c 查看变电站是否有选线信号，若是则按照变电站的选线信号选出故障线路，若否则哦提示无法得到选线结果。
在能够得到选线结果的情况下进行故障定位，即配电主站根据选线结果、故障母线3U0及配电终端上送的零序过流信息，按照系统拓扑关系，电流流向查找接地故障点，接地故障有效点数量等判据进行故障定位。
配电终端上送零序过流信息的条件为：在闭合中阻开关后，选线模块开始启动选线，同时配电终端采集接地线路零序稳态电流判断零序电流值是否超过整定值且持续超过100ms，若满足，则配电终端上送零序过流SOE(零序过流的遥信点号、值、时标)，紧接着再以变化遥测的方式上送过流后300ms内的零序电流有效值。
故障点具体的定位方法如下：主站系统收到母线接地信号，等待一定时间收集信号后，开始对母线下游到联络开关的所有设备开始拓扑搜索，搜索设备中零序过流电流峰值最大值的设备，并根据该设备搜到到上游断路器，确定接地线路，校验下游设备动作的电流峰值与紧邻的上游设备动作的电流峰值之差是否大于规定限值，如果大于限值，则认定零序保护信号有效，否则认定零序保护信号无效，最后根据认定有效的零序保护信号完成故障定位，故障点位于电流流向最下游存在认定有效的零序保护信号设备到紧邻下游设备之间。
上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法，其特征在于：包括以下步骤
线路出现单相接地时，站内选线模块接收到母线接地故障告警；
闭合中阻开关；
选线模块进行选线，选取发生故障的母线，选取具体故障母线后，将选线结果及故障母线的零序电压上送配电主站；
配电主站根据选线结果、故障母线零序电压及配电终端上送的零序过流信息，按照系统拓扑关系，电流流向查找接地故障点。
2.根据权利要求1所述的基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法，其特征在于：所述选线模块进行选线的步骤包括：查看配网是否有接地保护动作，若是则以配网保护动作线路为故障线路；若否则查看变电站是否有选线信号，若有则以变电站选线结果为故障线路。
3.根据权利要求1所述的基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法，其特征在于：配电终端上送零序过流信息的条件为：在闭合中阻开关后，配电终端采集接地线路零序稳态电流判断零序电流值是否超过整定值且持续超过第一设定时长，若满足，则配电终端上送零序过流SOE，上送过流后第二设定时长内的零序电流有效值。
4.根据权利要求3所述的基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法，其特征在于：所述第一设定时长为100ms，第二设定时长为300ms。
5.根据权利要求3所述的基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法，其特征在于：所述零序过流SOE 包括零序过流的遥信点号、遥信点值和遥信点时标。
6.根据权利要求1所述的基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位方法，其特征在于：主站系统按照系统拓扑关系对故障母线下游到联络开关的所有设备开始拓扑搜索，搜索出零序过流电流峰值最大值的配电开关，并根据零序过流电流峰值最大值的配电开关搜到到上游断路器，确定接地线路，校验所述上游断路器到下游对应联络开关间的配电开关动作的电流峰值与紧邻的配电开关动作的电流峰值之差是否大于规定限值，如果大于限值，则认定该开关零序保护信号有效，否则认定该开关零序保护信号无效，最后根据该接地线路上认定有效的零序保护信号完成故障定位，故障点位于该线路电流流向最下游存在认定有效的零序保护信号配电开关到紧邻下游配电开关之间。
7.基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位系统，其特征在于：包括
监测模块：用于监测线路单相接地故障，并向选线模块发出母线接地故障告警；
控制模块：用于在监测模块检测到母线接地故障后闭合中阻开关；
选线模块：用于接收所述监测模块发送的母线接地故障告警并在接收告警后启动选线程序，选出故障母线，并将选线结果和故障母线的零序电压信息上送配电主站；
配电主站：根据选线结果、故障母线零序电压、零序过流信息，按照系统拓扑关系，电流流向查找接地故障点。
8.根据权利要求7所述的基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位系统，其特征在于：所述选线模块进行选线的步骤包括：查看配网是否有接地保护动作，若是则以配网保护动作线路为故障线路；若否则查看变电站是否有选线信号，若有则以变电站选线结果为故障线路。
9.根据权利要求7所述的基于中电阻法的配电主站单相接地故障定位系统，其特征在于：所述零序过流信息由配电终端上送。
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