CN112505585B - 一种同杆并架双回线小电流接地故障选线方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种同杆并架双回线小电流接地故障选线方法，由于现有小电流接地故障选线方法中，稳态零序电流比幅法和比相法受中性点接地方式和过渡电阻的影响较大，暂态零序电流极性比较法需要判断线路的极性，注入信号法可能会对一次系统带来一定的冲击。本发明的目的是针对含多组同杆并架双回线的中性点不接地系统和谐振接地系统，提出一种基于线路出口处零序电流幅值比较的小电流接地故障选线方法。

Description

一种同杆并架双回线小电流接地故障选线方法
技术领域
本发明涉及电力系统故障诊断领域，更具体地，涉及一种同杆并架双回线小电流接地故障选线方法。
背景技术
为了满足城市工业生产用电需求和居民的日常生活用电需求，同时考虑到城市土地资源的紧张和扩容改造带来的成本，部分城市配电网10kV单回线路已改造成了同杆并架双回线路。同杆并架双回线路不仅各相存在自感，每回线内部各相之间存在相间互感，还存在线间互感。当同杆并架双回线发生单相接地故障时，线间的耦合使得含同杆并架双回线系统的小电流接地故障特征与仅含单回线系统的小电流接地故障特征有所不同。
现有的小电流接地故障选线方法，主要包括暂态信号选线法、稳态信号选线法和注入信号法等均以普通单回线路为基础。因此，有必要针对含同杆并架双回线的小电流接地系统单相接地故障特征，研究新的选线方法，提高小电流接地系统供电可靠性。
现有小电流接地故障选线方法中，稳态零序电流比幅法和比相法受中性点接地方式和过渡电阻的影响较大，暂态零序电流极性比较法需要判断线路的极性，注入信号法可能会对一次系统带来一定的冲击。
发明内容
本发明提供一种同杆并架双回线小电流接地故障选线方法，该方法根据两条同杆并架双回线出口处监测点的零序电流的暂、稳态分量幅值的比值判断故障线路。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种同杆并架双回线小电流接地故障选线方法，包括以下步骤：
S1：采集与母线相连的各条同杆并架双回线出口处零序电流3i0，得到每条同杆并架双回线出口处零序电流的暂态分量幅值3I0_T和稳态分量幅值3I0_S；
S2：分别计算每组同杆并架双回线出口处暂态零序电流幅值之比KT和稳态零序电流幅值之比KS；
S3：分别比较每组同杆并架双回线KT和KS的值，判断某一组同杆并架双回线的KT是否等于KS；
S4：比较该组同杆并架双回线暂态电流幅值3I′0_T、3I″0_T的大小来判断故障线路；
S5：切除故障线路。
进一步地，所述步骤S2中，
Figure BDA0002805018240000021
其中，3I′0_T，3I″0_T分别为同一组同杆并架双回线出口处暂态零序电流的幅值。
进一步地，所述步骤S2中，3I′0_S和3I″0_S分别为同一组同杆并架双回线出口处稳态零序电流的幅值。
进一步地，步骤S3中，如果KT不等于KS，则表明该组同杆并架线路存在故障线路，执行步骤S4；否则表明该组线路均为健全线路。
进一步地，步骤S4中，同杆并架双回线暂态电流幅值3I′0_T、3I″0_T中幅值大的为故障线路。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出了一种含同杆并架双回线的中性点不接地和谐振接地系统单相接地故障选线方法，根据两条同杆并架双回线出口处监测点的零序电流的暂、稳态分量幅值的比值判断故障线路。
附图说明
图1为本发明方法流程图；
图2为本发明实施例中仿真示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，一种同杆并架双回线小电流接地故障选线方法，包括以下步骤：
步骤1，采集与母线相连的各条同杆并架双回线出口处零序电流3i0，得到每条同杆并架双回线出口处零序电流的暂态分量幅值3I0_T和稳态分量幅值3I0_S；
步骤2，分别计算每组同杆并架双回线出口处暂态零序电流幅值之比KT和稳态零序电流幅值之比KS；
Figure BDA0002805018240000031
其中，3I′0_T，3I″0_T分别为同一组同杆并架双回线出口处暂态零序电流的幅值，3I′0_S和3I″0_S分别为同一组同杆并架双回线出口处稳态零序电流的幅值；
步骤3，分别比较每组同杆并架双回线KT和KS的值，判断某一组同杆并架双回线的KT是否等于KS，如果不等于则表明该组同杆并架线路存在故障线路，执行步骤四；否则表明该组线路均为健全线路；
步骤4，比较该组同杆并架双回线暂态电流幅值3I′0_T、3I″0_T的大小，幅值大的为故障线路；
步骤5，切除故障线路；
步骤6，流程结束；
如图2所示，开关S1和开关S2断开时为中性点不接地系统，共设置9条馈线(L1:L9)，均为架空线路，其中有3组同杆并架双回线(分别为L1与L2，L4与L5，L7与L8)，每组同杆并架双回线各设置1条对照线路(分别为L3、L6和L9)。每组线路与其对照线路长度和参数均相同，分别为20km，15km，10km。开关S1和开关S2闭合时为谐振接地系统，相比于不接地系统，增加15km电缆线路L10，消弧线圈电感值L＝0.65H，过补偿度为11％。
所有架空线路的正序阻抗为(0.12+j0.34)Ω/km、零序阻抗为(0.29+j1.41)Ω/km、正序对地导纳为j34.40μs/km、零序对地导纳为j1.72μs/km，同杆并架双回线的正序互阻抗为(0.24+j0.86)Ω/km、零序互导纳为-j0.82μs/km，电缆的正序阻抗为(0.27+j0.08)Ω/km、零序阻抗为(2.7+j0.35)Ω/km、正序对地导纳为j118.12μs/km、零序对地导纳为j86.71μs/km，各线路末端统一采用1MW恒阻抗负载。
该系统中共设置6个故障点(f1～f6)，f1、f4、f6均距母线5km，f2、f5均距母线10km，f3距母线15km。
表1为不同故障点位置、过渡电阻下，中性点不接地系统中同杆并架双回线出口处零序电流幅值，表2为中性点不接地系统同杆并架双回线出口处零序电流幅值之比及选线结果。表3为不同故障点位置、过渡电阻下，谐振接地系统中同杆并架双回线出口处零序电流幅值，表4为谐振接地系统中同杆并架双回线出口处零序电流幅值之比及选线结果。
表1中性点不接地系统中同杆并架双回线出口处零序电流幅值
Figure BDA0002805018240000041
表2中性点不接地系统同杆并架双回线出口处零序电流幅值之比及选线结果
Figure BDA0002805018240000042
Figure BDA0002805018240000051
表3谐振接地系统中同杆并架双回线出口处零序电流幅值
Figure BDA0002805018240000052
表4谐振接地系统中同杆并架双回线出口处零序电流幅值之比及选线结果
Figure BDA0002805018240000053
由表2和表4可以看出，在中性点不接地系统和谐振接地系统中，不同过渡电阻和故障点位置下，当一组同杆并架双回线发生单相接地故障，该组同杆并架双回线的出口处暂态零序电流幅值之比KT和稳态零序电流幅值之比KS不相等；但每一组健全同杆并架双回线出口处的暂态零序电流幅值之比KT和稳态零序电流幅值之比KS始终相等。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种同杆并架双回线小电流接地故障选线方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采集与母线相连的各条同杆并架双回线出口处零序电流3i0，得到每条同杆并架双回线出口处零序电流的暂态分量幅值3I0_T和稳态分量幅值3I0_S；
S2：分别计算每组同杆并架双回线出口处暂态零序电流幅值之比KT和稳态零序电流幅值之比KS，
Figure FDA0003563540160000011
其中，3I'0_T，3I″0_T分别为同一组同杆并架双回线出口处暂态零序电流的幅值，3I'0_S和3I″0_S分别为同一组同杆并架双回线出口处稳态零序电流的幅值；
S3：分别比较每组同杆并架双回线KT和KS的值，判断某一组同杆并架双回线的KT是否等于KS；
S4：比较该组同杆并架双回线暂态电流幅值3I'0_T、3I″0_T的大小来判断故障线路；
S5：切除故障线路。
2.根据权利要求1所述的同杆并架双回线小电流接地故障选线方法，其特征在于，步骤S3中，如果KT不等于KS，则表明该组同杆并架线路存在故障线路，执行步骤S4；否则表明该组线路均为健全线路。
3.根据权利要求2所述的同杆并架双回线小电流接地故障选线方法，其特征在于，步骤S4中，同杆并架双回线暂态电流幅值3I'0_T、3I″0_T中幅值大的为故障线路。
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