CN112433175B - 一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法 - Google Patents

一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112433175B
CN112433175B CN202011246403.6A CN202011246403A CN112433175B CN 112433175 B CN112433175 B CN 112433175B CN 202011246403 A CN202011246403 A CN 202011246403A CN 112433175 B CN112433175 B CN 112433175B
Authority
CN
China
Prior art keywords
zero sequence
fault
line
phase
bus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011246403.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112433175A (zh
Inventor
邵文权
刘一欢
关欣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Polytechnic University
Original Assignee
Xian Polytechnic University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Polytechnic University filed Critical Xian Polytechnic University
Priority to CN202011246403.6A priority Critical patent/CN112433175B/zh
Publication of CN112433175A publication Critical patent/CN112433175A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112433175B publication Critical patent/CN112433175B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58—Testing of lines, cables or conductors
    • G01R31/60—Identification of wires in a multicore cable
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法，实时监测接地变压器中性点电压及母线三相电压值，判断母线零序电压与保护整定值的大小关系，确定是否启动单相接地故障选线装置；采集母线零序电压和所有线路零序电流，根据相电压幅值UA、UB、UC的关系，选出故障相并将故障相母线开关K1动作合闸；再次采集所有线路零序电流，判断是否成立，确定是否将开关K2动作合闸，在配电网中性点投入电阻RN；采集所有线路零序电流，将故障相母线开关K1动作分闸，再次采集所有线路零序电流，判断是否成立，确定故障线路；退出中性点小电阻RN，选线结束。解决了中性点不接地系统单相接地故障选线困难的问题。

Description

一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法
技术领域
本发明属于配电网单相接地故障处理技术领域，具体涉及一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法。
背景技术
我国10kV配电网多数采用中性点不接地运行方式，且单相接地故障的几率占配电网故障总数的80％以上，可靠进行故障选线有助于及时处理故障。目前解决方案主要分为被动法和主动法。被动法主要利用故障后线路中电气量的变化特征进行选线，包括利用零序分量选线和暂态信号选线等；受配电网结构复杂等不确定因素影响多，易出现选线错误等问题。主动法通过主动干预的方式短时改变电网结构，外加控制，获得干预前后的线路情况，极大地提高了选线灵敏性和准确性。
为解决配电网消弧困难的问题，近年来推出一种主动转移型熄弧方式。该方式能在短时间内正确选出故障相，将弧光接地转为金属性接地，从而保证系统安全。但对于不同配电网络线路长度和参数不同，故障相母线金属性接地后，健全线路与故障线路零序电流变化特征不一定能够形成有效差异准确选出故障线路。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法，解决了中性点不接地系统单相接地故障选线困难的问题。
本发明所采用的技术方案是一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、实时监测接地变压器中性点电压及母线三相电压值，判断母线零序电压与保护整定值的大小关系，确定是否启动单相接地故障选线装置；
步骤2、采集母线零序电压和所有线路零序电流，根据相电压幅值UA、UB、UC的关系，选出故障相并将故障相母线开关K1动作合闸；
步骤3、再次采集所有线路零序电流，判断是否成立，确定是否将开关K2动作合闸，在配电网中性点投入电阻RN；
步骤4、采集所有线路零序电流，将故障相母线开关K1动作分闸，再次采集所有线路零序电流，判断是否成立，确定故障线路；
步骤5、退出中性点电阻RN，选线结束。
本发明的特点还在于：
步骤1具体为：
实时监测接地变压器中性点电压及母线三相电压值当母线零序电压幅值U(0)小于保护整定值U0set，则返回计算；当母线零序电压幅值U(0)大于保护整定值U0set时，启动单相接地故障选线装置；
其中，U0set＝KUN，UN为母线额定电压，K般取值为15％。
步骤2具体为：
启动单相接地故障选线装置后，采集母线零序电压所有线路零序电流/>根据相电压幅值UA、UB、UC的关系，电压幅值最小的为故障相，将故障相母线开关K1动作合闸；
其中，i为线路编号，共有n条线路。
步骤3具体为：
故障相母线开关K1动作合闸后，再次采集所有线路零序电流判断/>是否成立，/>和/>分别对应表示为/>和/>故障相母线开关K1动作合闸前与合闸后所采集的各馈线零序电流幅值；若成立，则线路i为故障线路，否则将开关K2动作合闸，在配电网中性点投入电阻RN。
步骤4具体为：
在配电网中性点投入电阻RN后，采集所有线路零序电流将故障相母线开关K1动作分闸，再次采集所有线路零序电流/>判断/>是否成立，/>和/>对应表示为/>和/>开关K2动作合闸后与故障相母线开关K1动作分闸后所采集的各馈线零序电流幅值；若成立，则线路i为故障线路，否则为健全线路。
本发明的有益效果是：
本发明一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法，通过母线故障相接地故障转移与中性点接入小电阻的方式来增强故障信息，从而选出故障线路；本发明一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法，鉴于中性点小电阻投入前后、母线开关分闸前后各馈线零序电流幅值变化明显，健全线路零序电流在母线开关分闸后显著减小而故障线路零序电流增大的特征，实现了不接地系统单相接地故障线路的可靠判别；本发明一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法，采用主动干预式消弧技术，通过母线接地将故障点电流转移，有利于故障点电弧的熄灭。
附图说明
图1是本发明一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法的流程图；
图2是本发明一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法的选线系统示意图；
图3是10kV配电网多馈线仿真系统示意图；
图4是10kV配电网多馈线仿真系统的故障时序图；
图5是不同过渡电阻下各馈线首端零序电流波形图。
图5(a)是过渡电阻为1000Ω时各馈线首端零序电流波形图
图5(b)是过渡电阻为2000Ω时各馈线首端零序电流波形图
图5(c)是过渡电阻为3000Ω时各馈线首端零序电流波形图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1、实时监测接地变压器中性点电压及母线三相电压值，判断母线零序电压与保护整定值的大小关系，确定是否启动单相接地故障选线装置；
步骤2、采集母线零序电压和所有线路零序电流，根据相电压幅值UA、UB、UC的关系，选出故障相并将故障相母线开关K1动作合闸；
步骤3、再次采集所有线路零序电流，判断是否成立，确定是否将开关K2动作合闸，在配电网中性点投入电阻RN；
步骤4、采集所有线路零序电流，将故障相母线开关K1动作分闸，再次采集所有线路零序电流，判断是否成立，确定故障线路；
步骤5、退出中性点电阻RN，选线结束。
步骤1具体为：
实时监测接地变压器中性点电压及母线三相电压值当母线零序电压幅值U(0)小于保护整定值U0set，则返回计算；当母线零序电压幅值U(0)大于保护整定值U0set时，启动单相接地故障选线装置；
其中，U0set＝KUN，UN为母线额定电压，K取值为15％。
步骤2具体为：
启动单相接地故障选线装置后，采集母线零序电压所有线路零序电流/>根据相电压幅值UA、UB、UC的关系，电压幅值最小的为故障相，将故障相母线开关K1动作合闸；
其中，i为线路编号，共有n条线路。
步骤3具体为：
故障相母线开关K1动作合闸后，再次采集所有线路零序电流判断/>是否成立，/>和/>分别对应表示为/>和/>故障相母线开关K1动作合闸前与合闸后所采集的各馈线零序电流幅值；若成立，则线路i为故障线路，否则将开关K2动作合闸，在配电网中性点投入电阻RN。
步骤4具体为：
在配电网中性点投入电阻RN后，采集所有线路零序电流将故障相母线开关K1动作分闸，再次采集所有线路零序电流/>判断/>是否成立，/>和/>对应表示为/>和/>开关K2动作合闸后与故障相母线开关K1动作分闸后所采集的各馈线零序电流幅值；若成立，则线路i为故障线路，否则为健全线路。
图2为选线系统示意图，将110kV电源降压到10.5kV输送到各馈线，K1为故障相母线开关；通过K2开断控制中性点电阻RN的投入和退出；TV为电压互感器，TA为电流互感器，用于采集母线零序电压和线路零序电流。
本发明一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法，其优点在于：
主要针对中性点不接地系统单相接地故障熄弧及选线困难的问题，提出了利用母线故障相接地故障转移与中性点接入小电阻的方式，来增强故障信息从而选出故障线路；该方法采用主动干预式消弧技术，通过母线接地将故障点电流转移，从而起到良好的故障消弧作用；其次，利用中性点小电阻的投入增强了故障信息特征，故障线路零序电流幅值在母线开关分闸后明显增大，与健全线路形成明显差异，极大程度提高了故障选线的准确率。
仿真实验
为验证本发明一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法的有效性与准确性，基于Matlab/Simulink建立了10kV配电网多馈线仿真系统，如图3所示。架空线的正序和零序参数如表1所示，其中Rb＝0.7Ω，RN＝20Ω。仿真时长1s，在0.1s时发生单相接地故障且持续存在，故障时序图如图4所示。
表1、架空线的正序和零序参数
相序 电阻(Ω/km) 电感(mH/km) 电容(uF/km)
正序 0.178 1.210 0.015
零序 0.250 0.540 0.012
假定系统中馈线4距离母线10km处发生单相接地故障，在过渡电阻分别为1000Ω、2000Ω、3000Ω时各条馈线首端零序电流波形如图5所示。由图5(a)、(b)、(c)仿真结果可知，在0.5s故障相母线开关断开后，故障线路零序电流增大，健全线路零序电流大幅减小，且过渡故障电阻越小故障线路零序电流越大，与理论分析一致。当过渡电阻Rf在3000Ω以内时，零序电流始终在安培级别，因此能够有效检测零序电流信号。

Claims (1)

1.一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、实时监测接地变压器中性点电压及母线三相电压值，判断母线零序电压与保护整定值的大小关系，确定是否启动单相接地故障选线装置；
步骤2、采集母线零序电压和所有线路零序电流，根据相电压幅值UA、UB、UC的关系，选出故障相并将故障相母线开关K1动作合闸；
步骤3、再次采集所有线路零序电流，判断是否成立，确定是否将开关K2动作合闸，在配电网中性点投入电阻RN；
步骤4、采集所有线路零序电流，将故障相母线开关K1动作分闸，再次采集所有线路零序电流，判断Ii (Ⅳ)-Ii (Ⅲ)>0是否成立，确定故障线路；
步骤5、退出中性点电阻RN，选线结束；
所述步骤1具体为：
实时监测接地变压器中性点电压及母线三相电压值当母线零序电压幅值U(0)小于保护整定值U0set，则返回计算；当母线零序电压幅值U(0)大于保护整定值U0set时，启动单相接地故障选线装置；
其中，U0set＝KUN，UN为母线额定电压，K取值为15％；
所述步骤2具体为：
启动单相接地故障选线装置后，采集母线零序电压所有线路零序电流/>根据相电压幅值UA、UB、UC的关系，电压幅值最小的为故障相，将故障相母线开关K1动作合闸；
其中，i为线路编号，共有n条线路；
所述步骤3具体为：
故障相母线开关K1动作合闸后，再次采集所有线路零序电流判断是否成立，/>和/>分别对应表示为/>和/>故障相母线开关K1动作合闸前与合闸后所采集的各馈线零序电流幅值；若成立，则线路i为故障线路，否则将开关K2动作合闸，在配电网中性点投入电阻RN；
所述步骤4具体为：
在配电网中性点投入电阻RN后，采集所有线路零序电流将故障相母线开关K1动作分闸，再次采集所有线路零序电流/>判断Ii (Ⅳ)-Ii (Ⅲ)>0是否成立，Ii (Ⅲ)和Ii (Ⅳ)对应表示为/>和/>开关K2动作合闸后与故障相母线开关K1动作分闸后所采集的各馈线零序电流幅值；若成立，则线路i为故障线路，否则为健全线路。
CN202011246403.6A 2020-11-10 2020-11-10 一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法 Active CN112433175B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011246403.6A CN112433175B (zh) 2020-11-10 2020-11-10 一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011246403.6A CN112433175B (zh) 2020-11-10 2020-11-10 一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112433175A CN112433175A (zh) 2021-03-02
CN112433175B true CN112433175B (zh) 2023-08-22

Family

ID=74699578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011246403.6A Active CN112433175B (zh) 2020-11-10 2020-11-10 一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112433175B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113484665B (zh) * 2021-06-09 2023-03-14 广西电网有限责任公司河池供电局 一种单相接地故障中的故障点定位方法
CN113253060B (zh) * 2021-06-24 2022-04-26 国网河南省电力公司电力科学研究院 考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法及系统
CN113484672B (zh) * 2021-06-29 2022-07-19 中国矿业大学 一种基于地线电流的小电阻接地系统单相接地故障保护方法
CN114113913A (zh) * 2021-12-06 2022-03-01 长沙理工大学 小电阻接地系统单相高阻接地故障判定与保护方法及装置
CN116780488B (zh) * 2023-08-16 2023-11-14 山西迎润新能源有限公司 新能源电站接地保护系统、方法、电子设备及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103545796A (zh) * 2013-09-16 2014-01-29 国家电网公司 中性点非有效接地配电网单相接地故障处理装置及方法
EP3605768A1 (en) * 2017-07-06 2020-02-05 Changsha University of Science and Technology Safe processing method for active voltage reduction of ground fault phase of non-effective grounding system
CN111257685A (zh) * 2019-12-31 2020-06-09 国网辽宁省电力有限公司 快速转移故障点熄弧装置的熄弧有效性辨识方法和系统
CN111781462A (zh) * 2020-06-23 2020-10-16 国网山东省电力公司聊城供电公司 配电网单相接地故障选线方法、系统、介质及设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103545796A (zh) * 2013-09-16 2014-01-29 国家电网公司 中性点非有效接地配电网单相接地故障处理装置及方法
EP3605768A1 (en) * 2017-07-06 2020-02-05 Changsha University of Science and Technology Safe processing method for active voltage reduction of ground fault phase of non-effective grounding system
CN111257685A (zh) * 2019-12-31 2020-06-09 国网辽宁省电力有限公司 快速转移故障点熄弧装置的熄弧有效性辨识方法和系统
CN111781462A (zh) * 2020-06-23 2020-10-16 国网山东省电力公司聊城供电公司 配电网单相接地故障选线方法、系统、介质及设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘一欢 等.利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线.《电力电容器与无功补偿》.2021,第42卷(第2期),0153-0159. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112433175A (zh) 2021-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112433175B (zh) 一种利用零序电流倍增特征的不接地系统故障选线方法
CN106980069B (zh) 基于暂态电流投影系数差值比较的高阻接地故障定位方法
CN108448540B (zh) 一种基于零序电流比较的小电阻接地系统接地故障保护方法
CN107192883B (zh) 一种谐振接地系统高阻接地故障过渡电阻辨识方法
CN110021918B (zh) 一种基于零序电流比的电阻接地配电网单相短路保护方法
CN110888017B (zh) 一种基于电网调度控制系统的小电流接地故障选线方法
CN110488155A (zh) 一种应用于柔性接地系统的单相接地故障选线方法
CN111650476B (zh) 基于采样值法的配电网单相电弧性接地故障选线方法
CN106526471A (zh) 一种用于非对称故障条件下后开两极电流参数的计算方法
CN103474974A (zh) 一种基于零序电流突变量直线拟合方向的配网单相接地保护方法
CN113484665B (zh) 一种单相接地故障中的故障点定位方法
CN109038516B (zh) 一种用于直流配电网线路的加速保护方法
CN112731047A (zh) 一种适用于灵活接地系统的故障选线方法
CN1614435A (zh) 电力系统线路故障方向检测保护方法
CN110518557B (zh) 一种基于短路电流综合信息的故障限流器投入控制方法
CN209280851U (zh) 一种自动跟踪小电流选线装置
CN113300343B (zh) 一种基于余弦相似度的柔性直流电网故障线路识别方法
CN112415426B (zh) 一种小电阻接地系统的单相接地故障检测方法、系统、终端及可读存储介质
CN106353638A (zh) 一种基于暂态电流投影分量投影系数比较的故障选线方法
CN113484672A (zh) 基于地线电流的小电阻接地系统单相接地故障保护方法
CN112531767A (zh) 中压孤岛微电网中性点接地方式及单相接地故障定位方法
CN106405330A (zh) 一种基于暂态电流投影分量极性比较的故障选线方法
CN111175671A (zh) 一种消弧线圈并主动干预装置的单相接地故障选线方法
CN112505585B (zh) 一种同杆并架双回线小电流接地故障选线方法
CN111600282B (zh) 一种基于弱边界条件下的多端柔性直流配电系统保护方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant