CN112255574A - 暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法，解决现有小电流接地选线装置动作准确率低、可靠性不强的问题。本发明提供的选线技术包括故障时暂态量法选线、中电阻法选线及轮切的逻辑配合流程。发生接地故障后，首先用暂态量法进行选线跳闸，跳闸后若故障消失则延时投入重合闸，重合闸到永久性故障时后加速跳闸。若暂态量法跳闸后故障未消失或选为母线故障则投入中电阻进行选线跳闸，跳闸后若故障消失则延时投入重合闸，重合闸到永久性故障时后加速跳闸。若中电阻法跳闸后故障未消失则进入轮切。本发明提供的小电流接地选线跳闸方法通过暂态量法、中阻法以及轮切构成了多级配合，在单一原理无法正确选线跳闸时可以通过下一级延时进行选线跳闸，保障在永久性故障时快速跳闸，减少了单相接地故障电弧引发的电缆沟起火风险通过重合闸避免瞬时性故障造成长时停电，提升了供电可靠性。
Description
技术领域
本发明属配电网单相接地故障处理技术领域，特别涉及一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法。
背景技术
小电流接地选线是指在小电流接地系统(包括中性点不接地系统和中性点经消弧线圈系统)中发生单相接地故障时，利用系统中的电压、电流等信息识别故障线路的技术。在配电网中，相比较小电阻接地系统，小电流接地系统最大的优点就是供电可靠性较高，一般认为小电流接地系统发生单相接地故障时可以带故障运行2小时。因此传统的小电流接地选线装置只在发生接地后选出故障线路并发出告警信号，而不要求具备跳闸功能。目前国内也仅有小部分城市运行的小电流接地选线装置具备跳闸功能。
但在城市配电网中空间资源紧张，电缆沟道中往往有多回线路，甚至还存在高低压电缆共沟的现象，一旦故障电弧没有熄灭就有可能引发沟道起火事故而造成大范围停电，因此对于城市电缆网的单相接地故障需要进行快速处置。
小电流接地选线技术可依据是否需要投入额外装置分为被动法和主动法，两种技术类型中现场应用最广泛的分别为暂态量法和中电阻法。暂态量法是利用故障发生后的暂态零序电流、电压等信息来进行选线。中电阻法是在发生故障后在系统中性点投入中电阻，再利用各线路零序电流的变化量或零序有功分量来进行选线。从技术上讲两种方法都是可行的，但现场的复杂性使得选线准确率一直不高，导致一些地区放弃了接地选线而采用人工拉路的方法来排除故障。为了提高选线准确率，出现了将不同原理融合的选线技术方案。但由于暂态量法与中电阻法有着较大的差异，两者选线跳闸时的配合逻辑有待进一步研究。
同时从现场统计数据来看，在纯电缆线路中瞬时性故障仍占有不低的比例，这一部分故障主要是发生在电缆接头上。通过重合闸可以在发生瞬时性故障时快速恢复供电，显著提升供电可靠性。因此小电流接地选线跳闸后配置重合闸也是很有必要的。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的提出一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法及系统，在单一选线原理失效时仍可保障故障线路的快速隔离，同时可以在瞬时性故障时恢复供电。在保证单相接地故障快速处置的同时，尽可能地提升了供电可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法，当接地故障发生时，首先采用暂态量法进行选线跳闸，当暂态量法选线错误进入中阻法进行选线跳闸，当中阻法选线错误时，进入轮切法进行选线跳闸。
进一步的，当暂态量法判定为母线故障时进入中阻法进行选线跳闸，当中阻法判定为母线故障时发出故障告警并上报调度。
进一步的，本发明具体包括以下步骤：当接地故障发生时，首先采用暂态量法进行选线跳闸，跳闸后若故障消失则延时投入重合闸，重合闸到永久性故障时加速跳闸；跳闸后若故障仍存在则延时合上跳闸开关；
当暂态量法选线错误或选为母线故障，则采用中电阻法进行选线跳闸，当中阻法判定为母线故障时发出故障告警并上报调度；当中阻法判定为非母线故障时，进行选线跳闸后若故障消失则延时投入重合闸，重合闸到永久性故障时加速跳闸；跳闸后故障仍存在则延时合上跳闸开关；
当中电阻法出现选线错误时，进入轮切环节，轮切中若故障消失则延时投入重合闸，重合闸到永久性故障时加速跳闸；轮切中跳闸后故障仍存在则延时合上跳闸开关，发出故障告警并上报调度。
进一步的，所述暂态量法、中阻法以及轮切环节中所述重合闸的延时时间为1～10s。
进一步的，所述暂态量法、中阻法以及轮切环节中所述跳闸的延时时间为1～10s。
进一步的，所述加速跳闸无延时时间。
进一步的，在轮切法形成轮切顺序表时，将在暂态量法中电阻法中选择错误的线路排除，不加入轮切顺序表。
作为本发明的另一目的，本发明提出了一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸系统，包括暂态量模块、中阻模块以及轮切模块，其中：
所述暂态量模块用于在接地故障发生时进行选线跳闸，跳闸后若故障消失则延时投入重合闸，重合闸到永久性故障时加速跳闸，跳闸后若故障仍存在，则暂态量模块选线错误，延时合上跳闸开关；
所述中阻模块，用于在暂态量模块判定母线故障或者选线错误时进行选线跳闸，跳闸后若故障消失则延时投入重合闸，重合闸到永久性故障时加速跳闸，跳闸后若故障仍存在则中阻模块选线错误，延时合上跳闸开关；
所述轮切模块，用于在中阻模块选线错误时选线跳闸判断故障线路。
与现有技术相比较，本发明具有如下优点：
本发明对选线跳闸逻辑进行合理的逻辑设计，通过暂态量法、中阻法以及轮切构成了多级配合，在单一原理无法正确选线跳闸时可以通过下一级延时进行选线跳闸，有效的保障在永久性故障时快速跳闸，并且减少了单相接地故障电弧引发的电缆沟起火风险，同时，本发明还通过重合闸避免瞬时性故障造成长时停电，极大程度的提升了供电可靠性，与现有技术相比，不仅有效的提升了选线的准确率，而且合理的策略让本发明具有更高的可靠性，能够有效的避免中阻法增大接地点残流的概率，降低了起火的风险。
另外，在本发明选线跳闸方法在暂态量法无法正确选线时投入中电阻选线，加快了装置第一次出口速度，在暂态量法选为母线故障时投入中电阻选线，避免因零序CT极性反接等因素造成暂态量误选，在中电阻法也选线失败后投入轮切，保证了在单一原理失效时仍可以尽快隔离故障，并且，需要说明的是，本发明任何一次跳闸后故障消失都投入重合闸，在故障快速处置的基础上最大可能地保障了供电可靠性。
进一步的，在轮切环节，本发明采用逐条线路进行跳闸和合闸，进一步保障了供电可靠性。
另外，在经过暂态和中阻后，暂态和中阻选择的那两条线并不进入轮切的轮切顺序表，减少了重复性工作，也有效保障了供电的稳定可靠，让三种选线跳闸方法合为一体，并且能够尽可能的减少故障线路的判断时间，提高故障线路判断效率。
进一步的，在本发明中，跳闸和重合闸均设置有1～10s的延时时间，具有非常好的实用效果，兼顾了供电稳定性和降低起火风险。
附图说明
图1为本发明的工作流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法，如图1所示，包括暂态量法选线跳闸、中电阻法选线跳闸以及轮切三个主要环节以及相应的重合闸环节。
1、首先，判断母线零序电压U0是否大于设定阈值，如果小于阈值则没有故障，继续正常运行；若母线零序电压大于设定阈值则表明故障发生，然后采用暂态量法进行选线，若暂态量法选为母线故障，则投入中电阻进行选线；
暂态量法若判断为线路故障，则跳开故障线路，跳闸后零序电压消失表明选线正确，则延时1～10s后投入重合闸，重合闸后零序电压仍未消失表明为永久性故障则加速跳闸，重合闸后零序电压消失表明瞬时性故障已经消失，系统恢复正常运行。
2、短时投入中电阻后，按照中电阻法原理进行选线，若中阻无选线结果或与暂态量法选线结果一致且不为母线故障，则直接进入轮切；若中电阻法判定为母线故障则不跳闸，只发出故障告警信号；
若中电阻法选出了与暂态量法不同的故障线路，则跳开该线路，跳闸后零序电压U0消失表明故障线路选线正确则延时投入重合闸，重合闸后零序电压再次出现则表明为永久性故障则加速跳闸；当重合闸后零序电压消失表明瞬时性故障已经消失，系统恢复正常运行；
当选线跳闸后零序电压未消失则表明选线错误，延时合上跳闸开关后投入轮切法进行选线。
3、若轮切功能未投入则该环节只向故障告警并调度上报；轮切功能投入则形成轮切顺序表，按照顺序表依次跳闸；在本发明的某一优选实施例中，在轮切法形成轮切顺序表时，将在暂态量法中电阻法中选择的线路排除，不加入轮切顺序表；
在轮切法执行过程中，若当前线路跳闸后零序电压未消失则该线路无故障，将该线路重合闸后跳开下一条线路；若零序电压消失则故障线路为当前断开的线路，执行延时投入重合闸，重合闸后零序电压再次出现则表明为永久性故障则加速跳闸；重合闸后零序电压消失表明瞬时性故障已经消失，系统恢复正常运行。
在本发明的某一优选实施例中，加速跳闸采用不延时直接进行跳闸。
本发明提供的小电流接地选线跳闸方法通过暂态量法、中阻法以及轮切构成了多级配合，在单一原理无法正确选线跳闸时可以通过下一级延时进行选线跳闸，保障在永久性故障时快速跳闸，减少了单相接地故障电弧引发的电缆沟起火风险通过重合闸避免瞬时性故障造成长时停电，提升了供电可靠性。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法，其特征在于，当接地故障发生时，首先采用暂态量法进行选线跳闸，当暂态量法选线错误进入中阻法进行选线跳闸，当中阻法选线错误时，进入轮切法进行选线跳闸。
2.根据权利要求1所述的一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法，其特征在于，当暂态量法判定为母线故障时进入中阻法进行选线跳闸，当中阻法判定为母线故障时发出故障告警并上报调度。
3.根据权利要求1所述的一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法，其特征在于，具体包括以下步骤：当接地故障发生时，首先采用暂态量法进行选线跳闸，跳闸后若故障消失则延时投入重合闸，重合闸到永久性故障时加速跳闸；跳闸后若故障仍存在则延时合上跳闸开关；
当暂态量法选线错误或选为母线故障，则采用中电阻法进行选线跳闸，当中阻法判定为母线故障时发出故障告警并上报调度；当中阻法判定为非母线故障时，进行选线跳闸后若故障消失则延时投入重合闸，重合闸到永久性故障时加速跳闸；跳闸后故障仍存在则延时合上跳闸开关；
当中电阻法出现选线错误时，进入轮切环节，轮切中若故障消失则延时投入重合闸，重合闸到永久性故障时加速跳闸；轮切中跳闸后故障仍存在则延时合上跳闸开关，发出故障告警并上报调度。
4.根据权利要求3所述的一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法，其特征在于，所述暂态量法、中阻法以及轮切环节中所述重合闸的延时时间为1～10s。
5.根据权利要求3所述的一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法，其特征在于，所述暂态量法、中阻法以及轮切环节中所述跳闸的延时时间为1～10s。
6.根据权利要求3所述的一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法，其特征在于，所述加速跳闸无延时时间。
7.根据权利要求3所述的一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法，其特征在于，在轮切法形成轮切顺序表时，将在暂态量法中电阻法中选择错误的线路排除，不加入轮切顺序表。
8.根据权利要求3所述的一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸方法，其特征在于，所述轮切法采用逐条线路轮切。
9.一种暂态量与中电阻融合的小电流接地选线跳闸系统，其特征在于，包括暂态量模块、中阻模块以及轮切模块，其中：
所述暂态量模块用于在接地故障发生时进行选线跳闸，跳闸后若故障消失则延时投入重合闸，重合闸到永久性故障时加速跳闸，跳闸后若故障仍存在，则暂态量模块选线错误，延时合上跳闸开关；
所述中阻模块，用于在暂态量模块判定母线故障或者选线错误时进行选线跳闸，跳闸后若故障消失则延时投入重合闸，重合闸到永久性故障时加速跳闸，跳闸后若故障仍存在则中阻模块选线错误，延时合上跳闸开关；
所述轮切模块，用于在中阻模块选线错误时选线跳闸判断故障线路。
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