CN112763838B - 一种配电网多变量特征参数动态关联故障判断法 - Google Patents

Abstract

一种配电网多变量特征参数动态关联故障判断法，实时检测配电网中性点位移电压

、三相电压u_a、u_b、u_c、各馈线零序电流i_j，若配电网中性点有接地电阻时，则检测电阻支路电流i_b，在时间段ΔT₁内，根据各变量的关联变化对配电网是否发生单相接地故障进行判断。在接地故障处理装置启动处促后，根据不同的变量关系采用不同的方法对故障性质和故障是否处理成功进行判断。

Description

一种配电网多变量特征参数动态关联故障判断法

技术领域

本发明为配电网单相接地故障处理领域，主要接地故障处理用于装置对接地故障的判断、对故障性质及对接地故障处理是否成功的判断。

背景技术

接地故障处理装置对接地故障进行故障处理时需对是否是单相接地故障进行判断，因为有许多其他故障与单相接地故障特征类似；只有对故障进行准确判断后，才能启动接地故障处理装置对接地故障进行处理，目前一般都是根据电网中性点位移电压的大小作为单相接地故障的判断和进行接地故障处理装置进行启动的，但是由于配电网的运行方式变化也会引起配电网中性点位移电压的上升，还有电磁式电压互感器铁磁谐振、配电网断线都会引起配电网中性点位移电压的上升，如果接地故障处理装置在这些工况下动作就会误判。在不对称电网中发生单相接地时中性点位移电压不但不会增大，有时还会下降，冲击负荷的投退也会也会引起在不对称电网中发生单相接地时中性点位移电压的增大、或下降，总之，如采用中性点位移电压这单一的变量对配电网单相接地故障进行判断就会产生误判、错判或漏判。另外在接地故障处理装置对接地故障进行故障处理后，故障是否处理成功，故障是永久性故障还是瞬时性故障，也需要进行判断，如仍采用中性点位移电压这单一的变量对配电网单相接地故障是否恢复进行判断无法对高阻接地故障进行判断。

发明内容

为了解决配电网发生单接地故障时接地故障处理装置的判断问题，发明了一种配电网单相接地故障多变量关联判断法，接地故障处理装置通过实时检测配电网中性点位移电压u_N、三相电压u_a、u_b、u_c、各馈线零序电流i_j，配电网中性点有接地电阻时，则检测电阻支路电流i_b多个变量特征参数及其在时间段ΔT₁内这些特征参数的动态增量，若在时间段ΔT₁内配电网中性点位移电压的稳定增量符合|Δu_N|≥γ，配电网三相电压u_a、u_b、u_c的增量不同时大于零或同时小于零，馈线中最大的零序电流的稳定增量符合Δi_mmax0≥δ，若配电网中性点有接地电阻支路时，配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量符合Δi_b≥β，则判定为配电网发生了单相接地，此时接地故障处理装置进入故障启动，对单相接地故障进行处理；ΔT₁为接地故障处理装置对各相关变量的采样时间间隔，ΔT₁的末端为故障处理起始点；γ为电网中性点位移电压的稳定增量标准值；δ为馈线中最大的零序电流的稳定增量标准值；β为中性点电阻支路电流的稳定增量标准值。

在时间段ΔT₁内配电网中性点位移电压的稳定增量符合：|Δu_N|≥γ，但配电网三相电压u_a、u_B、u_c的增量同时大于零或同时小于零，这是配电网中有冲击负荷的投运或退出造成的，不是配电网单相接地故障，此时接地故障处理装置不启动。

在时间段ΔT₁内电网中性点位移电压的稳定增量符合：|Δu_N|≥γ，配电网三相电压u_a、u_b、u_c的增量不同时大于零或同时小于零，馈线中最大的零序电流的稳定增量符合Δi_mmax0<δ，配电网中性点有接地电阻时，配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量符合Δi_b<β，则判定为电网运行方式变化引起的中性点位移电压的变化，戓电网不稳定接地造成的，不是配电网稳定的单相接地故障，此时接地故障处理装置不启动。

在单相接地故障发生后，若配电网中性点位移电压u_N≥ζ，故障为低阻接地故障，在接地故障处理装置启动后经时间段ΔT₂后，若u_N≥λ，则故障为永久性故障，或接地故障处理不成功；若u_N<λ，则故障为瞬时性故障，接地故障处理成功；ζ为高阻故障与低阻故障配电网中性点位移电压分界值，u_N≥ζ为低阻故障，u_N<ζ为高阻故障；λ为判断低阻接地故障是否恢复，中性点位移电压的标准值；ΔT₂为接地故障处理装置对瞬时性接地故障处理所需要的时间段。

在接地故障发生后，配电网中性点位移电压u_N<ζ，故障为高阻接地故障，在接地故障处理装置启动后经时间段ΔT₂后，若馈线中最大的零序电流的稳定增量符合Δi_mmax0≥δ₁，配电网中性点有接地电阻时，配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量符合Δi_b≥β₁，则故障为永久性故障，或接地故障处理不成功；馈线中最大的零序电流的稳定增量符合Δi_mmax0<δ₁，配电网中性点有接地电阻时，配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量符合Δi_b<β₁，则故障为瞬时性故障，或接地故障处理成功；δ₁为判断高阻接地故障是否恢复馈线中零序电流的增量标准值；β₁为判断高阻接地故障是否恢复配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量标准值。

ΔT₁为接地故障处理装置对各相关变量的采样时间间隔，其大小以排除不稳定的扰动接地为准；ΔT₂根据不同型式的接地故障处理装置进行不同的设定。

各相关变量的标准值γ、λ、δ、β、δ₁、β₁根据不同的电网结构和不同的接地故障处理装置进行不同的设定。

本发明具有下述优点：

1、该方法采用多变量关联判断解决了采用中性点位移电压法对接地故障判断产生的错判、误判问题，解决了采用电网中性点位移电压的绝对值作为接地故障的故障启动法存在的故障死区问题。

2、该方法采用多变量关联判断解决了采用中性点位移电压法，无法对高阻接地故障是否恢复的问题。

3、该方法采用多变量关联判断解决了配电网冲击负荷投退的判断问题。

附图说明

图1为配电网中性点有接地电阻时，电阻支路结构图，JBD为接地变压器、TV_N为中性点电压互感器、R₁、R₂为电阻器、QF₁为电阻支路投退开关、QF₂为电阻转换开关。

具体实施方式

接地故障处理装置通过实时检测配电网中性点位移电压u_N、三相电压u_a、u_b、u_c、各馈线零序电流i_j，配电网中性点有接地电阻时，则检测电阻支路电流i_b多个变量特征参数及其在时间段ΔT₁内这些特征参数的动态增量，若在时间段ΔT₁内配电网中性点位移电压的稳定增量符合|Δu_N|≥γ，配电网三相电压u_a、u_b、u_c的增量不同时大于零或同时小于零，馈线中最大的零序电流的稳定增量符合Δi_mmax0≥δ，若配电网中性点有接地电阻支路时，配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量符合Δi_b≥β，则判定为配电网发生了单相接地，此时接地故障处理装置进入故障启动，对单相接地故障进行处理；ΔT₁为接地故障处理装置对各相关变量的采样时间间隔，ΔT₁的末端为故障处理起始点；γ为电网中性点位移电压的稳定增量标准值；δ为馈线中最大的零序电流的稳定增量标准值；β为中性点电阻支路电流的稳定增量标准值。

在时间段ΔT₁内配电网中性点位移电压的稳定增量符合：|Δu_N|≥γ，但配电网三相电压u_a、u_B、u_c的增量同时大于零或同时小于零，这是配电网中有冲击负荷的投运或退出造成的，不是配电网单相接地故障，此时接地故障处理装置不启动。

在时间段ΔT₁内电网中性点位移电压的稳定增量符合：|Δu_N|≥γ，配电网三相电压u_a、u_b、u_c的增量不同时大于零或同时小于零，馈线中最大的零序电流的稳定增量符合Δi_mmax0<δ，配电网中性点有接地电阻时，配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量符合Δi_b<β，则判定为电网运行方式变化引起的中性点位移电压的变化，戓电网不稳定接地造成的，不是配电网稳定的单相接地故障，此时接地故障处理装置不启动。

在接地故障发生后，若配电网中性点位移电压u_N≥ζ，故障为低阻接地故障，在接地故障处理装置启动后经时间段ΔT₂后，若u_N≥λ，则故障为永久性故障，或接地故障处理不成功；若u_N<λ，则故障为瞬时性故障，接地故障处理成功；ζ为高阻故障与低阻故障配电网中性点位移电压分界值，u_N≥ζ为低阻故障，u_N<ζ为高阻故障；λ为判断低阻接地故障是否恢复，中性点位移电压的标准值。

在接地故障发生后，配电网中性点位移电压u_N<ζ，故障为高阻接地故障，在接地故障处理装置启动后经时间段ΔT₂后，若馈线中最大的零序电流的稳定增量符合Δi_mmax0≥δ₁，配电网中性点有接地电阻时，配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量符合Δi_b≥β₁，则故障为永久性故障，或接地故障处理不成功；馈线中最大的零序电流的稳定增量符合Δi_mmax0<δ₁，配电网中性点有接地电阻时，配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量符合Δi_b<β₁，则故障为瞬时性故障，或接地故障处理成功；δ₁为高阻接地故障是否恢复馈线中零序电流的增量标准值；β₁为为高阻接地故障是否恢复配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量标准值。

ΔT₁为接地故障处理装置对各相关变量的采样时间间隔，其大小以排除不稳定的扰动接地为准；ΔT₂根据不同型式的接地故障处理装置进行不同的设定。。

各相关变量的标准值γ、λ、δ、β、δ₁、β₁根据不同的电网结构和不同的接地故障处理装置进行不同的设定。

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)

1.一种配电网多变量特征参数动态关联故障判断法，其特征在于：接地故障处理装置通过实时检测配电网中性点位移电压u_N、三相电压u_a、u_b、u_c、各馈线零序电流i_j，配电网中性点有接地电阻时，则检测电阻支路电流i_b多个变量特征参数及其在时间段ΔT₁内这些特征参数的动态增量，若在时间段ΔT₁内配电网中性点位移电压的稳定增量符合|Δu_N|≥γ，配电网三相电压u_a、u_b、u_c的增量不同时大于零或同时小于零，馈线中最大的零序电流的稳定增量符合Δi_mmax0≥δ，若配电网中性点有接地电阻支路时，配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量符合Δi_b≥β，则判定为配电网发生了单相接地，此时接地故障处理装置进入故障启动，对单相接地故障进行处理；ΔT₁为接地故障处理装置对各相关变量的采样时间间隔，ΔT₁的末端为故障处理起始点；γ为电网中性点位移电压的稳定增量标准值；δ为馈线中最大的零序电流的稳定增量标准值；β为中性点电阻支路电流的稳定增量标准值；

在时间段ΔT₁内配电网中性点位移电压的稳定增量符合：|Δu_N|≥γ，但配电网三相电压u_a、u_B、u_c的增量同时大于零或同时小于零，这是配电网中有冲击负荷的投运或退出造成的，不是配电网单相接地故障，此时接地故障处理装置不启动；在时间段ΔT₁内电网中性点位移电压的稳定增量符合：|Δu_N|≥γ，配电网三相电压u_a、u_b、u_c的增量不同时大于零或同时小于零，馈线中最大的零序电流的稳定增量符合Δi_mmax0<δ，配电网中性点有接地电阻时，配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量符合Δi_b<β，则判定为电网运行方式变化引起的中性点位移电压的变化，或电网不稳定接地造成的，不是配电网稳定的单相接地故障，此时接地故障处理装置不启动；

在单相接地故障发生后，若配电网中性点位移电压u_N≥ζ，故障为低阻接地故障，在接地故障处理装置启动后经时间段ΔT₂后，若u_N≥λ，则故障为永久性故障，或接地故障处理不成功；若u_N<λ，则故障为瞬时性故障，接地故障处理成功；ζ为高阻故障与低阻故障配电网中性点位移电压分界值，u_N≥ζ为低阻故障，u_N<ζ为高阻故障；λ为判断低阻接地故障是否恢复，中性点位移电压的标准值；ΔT₂为接地故障处理装置对瞬时性接地故障处理所需要的时间段；

在接地故障发生后，配电网中性点位移电压u_N<ζ，故障为高阻接地故障，在接地故障处理装置启动后经时间段ΔT₂后，若馈线中最大的零序电流的稳定增量符合Δi_mmax0≥δ₁，配电网中性点有接地电阻时，配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量符合Δi_b≥β₁，则故障为永久性故障，或接地故障处理不成功；馈线中最大的零序电流的稳定增量符合Δi_mmax0<δ₁，配电网中性点有接地电阻时，配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量符合Δi_b<β₁，则故障为瞬时性故障，或接地故障处理成功；δ₁为判断高阻接地故障是否恢复馈线中零序电流的增量标准值；β₁为判断高阻接地故障是否恢复配电网中性点电阻支路电流i_b的稳定增量标准值。

2.根据权利要求1所述的一种配电网多变量特征参数动态关联故障判断法，其特征在于：ΔT₁为接地故障处理装置对各相关变量的采样时间间隔，其大小以排除不稳定的扰动接地为准；ΔT₂根据不同型式的接地故障处理装置进行不同的设定。

3.根据权利要求1所述的一种配电网多变量特征参数动态关联故障判断法，其特征在于：各相关变量的标准值γ、λ、δ、β、δ₁、β₁根据不同的电网结构和不同的接地故障处理装置进行不同的设定。

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