CN111141990A - 一种基于零序电流阻性分量的接地故障识别与接地选线法 - Google Patents

一种基于零序电流阻性分量的接地故障识别与接地选线法 Download PDF

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李政洋
李景禄
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    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors

Abstract

针对上不对称电网的高阻接地识别与处理难题，发明了基于零序电流阻性分量的接地故障识别与接地选线方法。通过补偿阻尼电阻在故障回路产生阻性电流，检测并计算配电网在发生故障时各馈线零序电流阻性分量及其增量的方法排除馈线中配电网中不对称电流对接地故障的识别与选线的影响，以提高对不对称电网的高阻识别与处理能力，特别是提高不对称配电网的接地选线准确性。

Description

一种基于零序电流阻性分量的接地故障识别与接地选线法
技术领域
本发明涉及配电网单相接地故障处理领域，为配电网单相接地故障的识别与接地选线。
背景技术
配电网发生单相接地故障时，由于配电网发生单相接地时，三相电路线电压不变，对正常供电影响不大，可以带故障运行，对提高电网供电可靠性是有利的。但是，如果接地电流较大，单相接地电弧持续燃烧，就会发生弧光接地过电压，或者由于电弧的热电离和光电离，会破环周围空气的绝缘，发展为相间短路事故。另外如果发生单相断线故障，电源侧导线断线落地会对人身安全构成威胁，国内曾多次发生配电线路电源侧导线断线落地造成人身伤亡事故。所以，当配电网接地故障发生时，应尽快对故障进行识别与处理，对永久性接地故障，要在最短的时间内一定要把发生接地的线路迭出切除，进行故障隔离，以保证、人身安全、电网安全和供电可靠性。
最简单的接地选线方法是零序电流选线法，即在各馈线安装零序电流互感器，在单相接地故障发生时，检测各馈线的零序电流选出故障线路，此法简单、易行,在零序电流满足零序电流互感器灵敏度要求时，能准确的选出故障线路。但是在不对称电网，在不对称电压作用下在电网正常运行时在馈线中有不对称电流产生，由于各馈线不对称参数的不同，其在各馈线中不对称电流的分布也不同，这就会对高阻接地故障的识别与处理造成较大的困难，无法选出故障线路。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，发明了基于零序电流阻性分量的接地故障识别与接地选线方法。通过补偿阻尼电阻在故障回路产生阻性电流，检测并计算配电网在发生故障时各馈线零序电流阻性分量及其增量的方法排除馈线中配电网中不对称电流对接地故障的识别与选线的影响，以提高对不对称电网的高阻识别与处理能力，特别是提高不对称配电网的接地选线准确性。
本发明为一种基于零序电流阻性分量的接地故障识别与接地选线方法，由接地变压器、中性点电阻器R、电阻器控制开关QF1、中性点电压互感器TV0和计算机控制器M构成。在配电网正常运行时，通过中性点电压互感器TV0实时采集配电网中性点位移电压UN，通过安装在各馈线的零序电流互感器实时采集各馈线的零序电流Ii01，当配电网中性点位移电压的增量ΔUN≥δ1时，检查各馈线零序电流的幅值Ii02、及各馈线零序电流Ii0与中性点位移电压UN之间的相位角φ，计算各馈线零序电流的阻性电流分量IRi=Ii0cosφ，当馈线零序电流阻性分量的增量ΔIR0=Ii02 cosφ- Ii01cosφ≥ξ1时，判断为配电网发生了单相接地故障；馈线中零序电流阻性分量增量最大的馈线即为单相接地故障线路；δ1为配电网发生单相接地故障时中性点位移电压的增量绝对值；ξ1为配电网发生单相接地故障时馈线零序电流阻性分量的增量值。
δ1为电网发生接地故障时中性点位移电压的绝对增量值，其绝对值的大小可根据高阻接地启动灵敏度要求进行设定，但应大于电网电压波动引起的电网中性点位移电压的变化。
ξ1为发生接地故障时馈线零序电流阻性分量的增量值，其值的大小可根据高阻接地启动灵敏度进行设定；Ii01为电网正常运行时由电网不对称在馈线中产生的零序电流值，Ii02是该馈线在电网中性点位移电压的增量达到ΔUN≥δ1时馈线零序电流值。
本发明具有下述优点：
1、该方法通过补偿阻尼电阻在故障回路产生阻性电流，故障回路中的零序电流阻性分量大，而非故障馈线则是由不对称产生的容性或感性电流，因而信噪比大，故障特征明显，便于识别故障线路，提高了不对称电网的高阻识别与处理能力，特别是提高不对称配电网的接地选线准确性。
2、该方法通过检测馈线中零序电流中的阻性分量及其增量，易于实施，可操作性强。
附图说明
图1为装置原理接线图，由Z型联接的接地变压器，中性点电压互感器和中性点补偿阻尼电阻和计算机测控装置构成。
具体实施方式
装置由接地变压器、中性点电阻器R、电阻器控制开关QF1、中性点电压互感器TV0和计算机控制器M构成。在配电网正常运行时，通过中性点电压互感器TV0实时采集配电网中性点位移电压UN，通过安装在各馈线的零序电流互感器实时采集各馈线的零序电流Ii01，当配电网中性点位移电压的增量ΔUN≥δ1时，检查各馈线零序电流的幅值Ii02、及各馈线零序电流Ii0与中性点位移电压UN之间的相位角φ，计算各馈线零序电流的阻性电流分量IRi=Ii0cosφ，当馈线零序电流阻性分量的增量ΔIR0=Ii02 cosφ- Ii01cosφ≥ξ1时，判断为配电网发生了单相接地故障；馈线中零序电流阻性分量增量最大的馈线即为单相接地故障线路；δ1为配电网发生单相接地故障时中性点位移电压的增量绝对值；ξ1为配电网发生单相接地故障时馈线零序电流阻性分量的增量值。
δ1为电网发生接地故障时中性点位移电压的绝对增量值，其绝对值的大小可根据高阻接地启动灵敏度要求进行设定，但应大于电网电压波动引起的电网中性点位移电压的变化。
ξ1为发生接地故障时馈线零序电流阻性分量的增量值，其值的大小可根据高阻接地启动灵敏度进行设定；Ii01为电网正常运行时由电网不对称在馈线中产生的零序电流值，Ii02是该馈线在电网中性点位移电压的增量达到ΔUN≥δ1时馈线零序电流值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于零序电流阻性分量的接地故障识别与接地选线法，由接地变压器、中性点电阻器R、电阻器控制开关QF1、中性点电压互感器TV0和计算机控制器M构成，其特征在于：在配电网正常运行时，通过中性点电压互感器TV0实时采集配电网中性点位移电压UN，通过安装在各馈线的零序电流互感器实时采集各馈线的零序电流Ii01，当配电网中性点位移电压的增量ΔUN≥δ1时，检查各馈线零序电流的幅值Ii02、及各馈线零序电流Ii0与中性点位移电压UN之间的相位角φ，计算各馈线零序电流的阻性电流分量IRi=Ii0cosφ，当馈线零序电流阻性分量的增量ΔIR0=Ii02 cosφ- Ii01cosφ≥ξ1时，判断为配电网发生了单相接地故障；馈线中零序电流阻性分量增量最大的馈线即为单相接地故障线路；δ1为配电网发生单相接地故障时中性点位移电压的增量绝对值；ξ1为配电网发生单相接地故障时馈线零序电流阻性分量的增量值。
2.根据权利要求1所述的一种基于零序电流阻性分量的接地故障识别与接地选线法，其特征在于：δ1为电网发生接地故障时中性点位移电压的绝对增量值，其绝对值的大小可根据高阻接地启动灵敏度要求进行设定，但应大于电网电压波动引起的电网中性点位移电压的变化。
3.根据权利要求1所述的一种基于零序电流阻性分量的接地故障识别与接地选线法，其特征在于：ξ1为发生接地故障时馈线零序电流阻性分量的增量值，其值的大小可根据高阻接地启动灵敏度进行设定；Ii01为电网正常运行时由电网不对称在馈线中产生的零序电流值，Ii02是该馈线在电网中性点位移电压的增量达到ΔUN≥δ1时馈线零序电流值。
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