CN111650477A - 含平行多回线中性点不接地配电网单相接地故障选线方法 - Google Patents
含平行多回线中性点不接地配电网单相接地故障选线方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种含平行多回线中性点不接地配电网单相接地故障选线方法，主要包括以下步骤：首先通过配电网的零序电压来判断是否发生单相接地故障；当故障发生时，检测各线路始端(将各组平行多回线看成一条线路)的零序电流，并将各线路的零序电流求矢量和作为判据；然后根据零序特征确定疑似故障线路；若疑似故障线路为平行多回线路组，则求该平行多回线组内各线路两端零序电流的矢量和，该组内矢量和幅值最大且方向为负的线路为故障线路；若疑似故障线路为非平行多回线路，则该线路即为故障线路。本发明实现了含平行多回线中性点不接地配电网单相接地故障选线方法，能克服不平衡电流影响，准确选线，减少停电范围，提高配电网安全性、可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电力系统自动化技术领域，特别涉及了一种含平行双回线或多回线的中性点不接地配电网单相接地故障选线方法。
背景技术
配电网单相接地故障选线一直是继电保护的一个难点。由于配电网发生单相接地故障时故障特征比较复杂，故障类型多，其故障分量相对而言又非常小，因此严重影响了接地故障选线的准确性。为此，大量电力工作者也提出了一些利用接地故障后的零序分量特征实现的选线方法。这些选线方法主要有：利用接地故障后的零序分量的特征构成的基于零序电流量的选线方法、基于零序能量分析的选线方法、基于小波分析的选线方法、基于注入信号特征的选线方法等。
目前，随着我国用电负荷的不断增大和对供电可靠性要求的不断提高，大量的平行双回线或多回线供电已经非常普遍。若配电网的单相接地故障发生在上述平行双回线或多回线上时，现有选线方法不仅无法有效解决平行双回线或多回线中不平衡电流的影响，而且当平行双回线或多回线中某一线路发生单相接地故障时，也无法快速、准确地选择出故障线路，只能将平行双回线或多回线全部停电检查，严重干扰用户的生产工作或生活。因此开展含平行双回线或多回线中性点不接地配电网单相接地故障选线方法的研究，对提高配电网运行的安全性可靠性具有重要的研究价值。
发明内容
为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明提供了一种中性点不接地配电网单相接地故障选线方法，能够在不断电情况下，快速、准确选择出平行双回线或多回线供电线路中的故障线路。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
含平行多回线中性点不接地配电网单相接地故障选线方法，包括以下步骤：
(1)规定容性零序电流方向由母线流向线路为正，由线路流向母线为负；
根据配电网的结构，确定配电网中是否含有含平行双回线或多回线路；
若含有平行双回线或多回线路组，先判断该组平行双回线或多回线路由哪几条线路构成，再将每组平行多回线路看成一条线路进行编号；
其中，判断哪几条线路构成平行双回线或多回线路，优先采用该方法：根据监测配电网各线路两侧断路器投入和切除状态，来确定当前配电网各组平行双回线或多回线中分别为哪几条线路平行运行；
若不含有平行双回线或多回线路，则对单个线路逐一编号；
(2)通过检测零序电压的大小判断是否发生单相接地故障，如果达到零序电压整定值U0，则开始进行故障选线；如果未达到U0，则判断线路正常；
(3)测量每条线路始端的零序电流矢量；
(4)若判断该配电网含有平行双回线或多回线路：根据步骤(2)监测的各组平行双回线或多回线的运行状态，求各组平行双回线或多回线的线路始端零序电流矢量和，并将该矢量和作为该组平行双回线或多回线的零序电流判据；该方法可以消除由于平行双回线或多回线中不平衡电流造成的影响；
若判断该配电网不含有平行双回线或多回线路：直接将各线路始端的零序电流矢量作为单相接地故障选线判据；
(5)对于含有平行双回线或多回线路的配电网：将各组平行双回线或多回线作为一条线路来进行判断，则零序电流幅值最大且方向为负的线路即为疑似的故障线路；
同时采集疑似的故障线路中的每一个线路两侧的零序电流矢量，并求各自两端的零序电流矢量和；则两端零序电流矢量和幅值最大，且方向为负的线路即为故障线路；
对于不含有平行双回线或多回线路的配电网：零序电流幅值最大且方向为负的线路即为故障线路。
采用上述技术方案带来的有益效果：
本发明是一种利用含平行双回线或多回线中性点不接地配电网发生单相接地故障时零序电流矢量的特性而实现故障选线的新方法。本发明可有效解决含平行双回线或多回线中性点不接地配电网单相接地故障选线的问题，提高含平行双回线或多回线配电网运行的安全性和可靠性，同时，也适用于不含平行双回线或多回线供电线路的故障选线。本发明适用广泛，经验证，改变故障点的位置、电网参数、平行线回路数量、故障点的阻抗等不会影响到本发明选线的准确性。能够准确选择出平行双回线或多回线中的故障线路，减少停电范围，提高配电网运行的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是含平行双回线或多回线中性点不接地配电网示意图；
图3是单独线路L2上发生A相接地故障示意图；
图4是单独线路L2上发生A相接地故障时各线路始端监测的零序电流波形；
图5是双回线L4上发生A相接地故障示意图；
图6是双回线L4上发生A相接地故障时各线路始端监测的零序电流波形；
图7是双回线L4上发生A相接地故障时L4、L5线路两端零序电流和的波形；
图8是双回线L7上发生A相接地故障示意图；
图9是双回线L7上发生A相接地故障时各线路始端监测的零序电流波形；
图10是双回线L7上发生A相接地故障时L6、L7、L8线路两端零序电流和的波形。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明提出了一种中性点不接地配电网单相接地故障选线方法，如图1所示，包括以下步骤：
(1)规定容性零序电流方向由母线流向线路为正，由线路流向母线为负；
根据配电网的结构，确定配电网中是否含有平行双回线或多回线路；
若含有平行双回线或多回线路，则判断哪几条线路构成平行双回线或多回线路，并将平行的双回线或多回线路进行分组，并编号；
将第n组平行双回线或多回线的编号记为Lpar·n；
其中，判断哪几条线路构成平行双回线或多回线路，优先采用该方法：根据监测配电网各线路两侧断路器投入和切除状态，来确定当前配电网各组平行双回线或多回线中分别为哪几条线路平行运行；
若不含有平行双回线或多回线路，则对单个线路进行编号，第n条普通线路记为Ln；
(2)通过检测零序电压的大小判断是否发生单相接地故障，如果发生单相接地故障，则开始进行故障选线；如果未发生单相接地故障，则判断线路正常；
即，当U0≥U0zd时，判断为发生单相接地故障。其中U0为变电站内监测到的零序电压有效值；U0zd为零序电压整定值；其中U0为变电站内监测到的零序电压有效值；U0zd为零序电压整定值。
(3)测量每条线路始端的零序电流矢量；
(4)对于不含有平行双回线或多回线路的配电网：将各线路始端的零序电流矢量作为判据；
对于含有平行双回线或多回线路的配电网：根据步骤(2)监测的各组平行双回线或多回线的运行状态，根据公式(1)求各组平行双回线或多回线的线路始端零序电流矢量和
并将该矢量和作为该组平行双回线或多回线的零序电流判据；该方法可以消除由于平行双回线或多回线中不平衡电流造成的影响；
其中，
为第n组平行双回线或多回线路的零序电流矢量和，M为每组平行双回线或多回线路所包含的线路条数，
为第n组平行双(多)回线中第i条线路始端零序电流值。
(5)对于不含有平行双回线或多回线路的配电网：零序电流幅值最大且方向为负的线路即为疑似的故障线路；
对于含有平行双回线或多回线路的配电网：将各组平行双回线或多回线作为一条线路来进行判断，其零序电流由公式(1)求得，根据式(2)求出的零序电流幅值最大，方向为负的线路即为初步选择出疑似的故障线路X；
同时采集疑似的故障线路中的每一个线路两侧的零序电流矢量，并按照式(3)求各自两端的零序电流矢量和；则两端零序电流矢量和幅值最大，且方向为负的线路即为故障线路。
式中，
为第x组平行(多)回线中第i条线路的始端零序电流和末端零序电流之和，
为第x组平行(多)回线组中第i条线路的始端零序电流，
第n组平行(多)回线组中第i条线路的末端零序电流。
采用上述技术方案带来的有益效果：
本发明是一种利用含平行双回线或多回线中性点不接地配电网发生单相接地故障时零序电流矢量的特性而实现故障选线的新方法。本发明可有效解决含平行双回线或多回线中性点不接地配电网单相接地故障选线的问题，提高含平行双回线或多回线配电网运行的安全性和可靠性，同时，也能解决非平行双回线或多回线供电线路的故障选线问题。本发明适用广泛，经验证，改变故障点的位置、电网参数、平行线回路数量、故障点的阻抗等不会影响到本发明选线的准确性。
下文通过实施例对本发明进行说明。
如图2所示的含平行双(多)回线中性点不接地配电网，假设零序电压的整定值为10％额定相电压，当零序电压大于该值时认为发生了单相接地故障。
根据图2，线路L1～L3独立线路，L4～L5组成一组平行双回线，L6～L8组成另一组平行多回线；线路L1～L8始端零序测量电流分别为
线路L4～L8末端零序测量电流为
(1)独立线路L2上发生A相接地故障，如图3所示，此时满足：U0≥U0zd，开始选择故障线路。图4是该故障发生时各线路始端监测的零序电流波形。
根据线路始端所测量到的零序电流矢量，并利用公式(1)分别求两组平行双(多)回线始端的零序电流矢量和，其结果如表1所示：
表1
由表1可知，线路L2的零序电流幅值最大，且方向为负，可准确选出故障线路为L2。
(2)平行双回线L4发生A相接地故障，如图5所示，此时满足：U0≥U0zd，开始选择故障线路。该故障发生时各线路始端监测的零序电流波形如图6所示。
根据线路始端所测量到的零序电流矢量，并利用公式(1)分别求两组平行双(多)回线始端的零序电流矢量和，其结果如表2所示：
表2
由表2可知，L4～L5组成的平行双(多)回线组的零序电流幅值最大，且方向为负，可确定L4～L5组成的平行双(多)回线组发生故障。图7是L4～L5组成的平行双(多)回线组发生故障时，L4、L5线路两端零序电流和的波形。
利用式(3)分别求L4、L5线路两端的零序电流矢量和，其结果如表3所示：
表3
由表3可知L4的零序电流幅值最大且方向为负，可准确选出故障线路L4。
(3)平行多回线L7发生A相接地故障，如图8所示，此时满足：U0≥U0zd，开始选择故障线路。图9是故障发生时各线路始端监测的零序电流波形。
根据线路始端所测量到的零序电流矢量，并利用公式(1)分别求两组平行双(多)回线始端的零序电流矢量和，其结果如表4所示：
表4
由表4可知，L6～L8组成的平行多回线组的零序电流幅值最大，且方向为负，可确定L6～L8组成的平行多回线组发生故障。图10是L6～L8组成的平行多回线组故障发生时，L6、L7、L8线路两端零序电流和的波形。
利用式(3)分别求L6、L7、L8线路两端的零序电流矢量和，其结果如表5所示：
表5
由表5可知L7的零序电流幅值最大且方向为负，因此可准确选出故障线路L7。
Claims (2)
1.一种中性点不接地配电网单相接地故障选线方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)规定容性零序电流方向由母线流向线路为正，由线路流向母线为负；
根据配电网的结构，确定配电网中是否含有含平行双回线或多回线路；
若含有平行双回线或多回线路组，先判断该组平行双回线或多回线路由哪几条线路构成，再将每组平行多回线路看成一条线路进行编号；
若不含有平行双回线或多回线路，则对单个线路逐一编号；
(2)通过检测零序电压的大小判断是否发生单相接地故障，如果达到零序电压整定值U0，则开始进行故障选线；如果未达到U0，则判断线路正常；
(3)测量每条线路始端的零序电流矢量；
(4)若判断该配电网含有平行双回线或多回线路：根据步骤(2)监测的各组平行双回线或多回线的运行状态，求各组平行双回线或多回线的线路始端零序电流矢量和，并将该矢量和作为该组平行双回线或多回线的零序电流判据；该方法可以消除由于平行双回线或多回线中不平衡电流造成的影响；
若判断该配电网不含有平行双回线或多回线路：直接将各线路始端的零序电流矢量作为单相接地故障选线判据；
(5)对于含有平行双回线或多回线路的配电网：将各组平行双回线或多回线作为一条线路来进行判断，则零序电流幅值最大且方向为负的线路即为疑似的故障线路；
同时采集疑似的故障线路中的每一个线路两侧的零序电流矢量，并求各自两端的零序电流矢量和；则两端零序电流矢量和幅值最大，且方向为负的线路即为故障线路；
对于不含有平行双回线或多回线路的配电网：零序电流幅值最大且方向为负的线路即为故障线路。
2.根据权利要求1所述的一种中性点不接地配电网单相接地故障选线方法，其特征在于：步骤(1)中，根据监测配电网各线路两侧断路器投入和切除状态，来确定当前配电网各组平行双回线或多回线中分别为哪几条线路平行运行。
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