CN114268076A - 一种零序电流保护方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电流保护技术领域，公开了一种零序电流保护方法、系统、电子设备及存储介质，本方法通过获取到馈线的电流突变量，若馈线的电流突变量大于预设电流突变阈值时，则比较实时零序电流的幅值与预设的整定值的大小关系，基于其大小关系的比较结果对修正系数采取不同计算方式，以修正零序电流，同时，还比较三相的工频相电压的幅值的大小关系，以确定幅值最小的相为故障相，当修正后的零序电流的幅值大于预设的整定值时，则生成主保护信号，从而对故障相所在馈线进行断路操作，从而适用性更广，提高了零序电流保护的准确性。

Description

一种零序电流保护方法、系统、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电流保护技术领域，尤其涉及一种零序电流保护方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速持续发展，在大中型城市配电网中，电缆线路的数量在馈线中的占比重越来越高。与此同时，电缆线路接地故障的种类越来越多，也越来越复杂。当多回线发生接地故障时，会使零序电流的幅值大小以及分布特征发生很大改变，进而造成传统的零序电流保护误动或者拒动，不仅降低了用户供电可靠性，还给供电企业带来巨大的负面影响。

针对上述问题，目前的解决方式主要是减少线路零序电流保护定值，以提高线路保护的灵敏性，同时，延长接地变压器零序保护的动作时间整定值，以保证线路的零序电流保护优先启动保护，确保上级的接地变压器不会越级跳闸，进而避免扩大停电范围。

而减少线路零序电流保护定值方式严重依赖于继电保护技术人员的经验，缺乏科学性和一般性，不能从复杂故障的故障机理出发，从根本上解决配电网复杂接地问题，从而得到准确性较差，适用性较窄。

发明内容

本发明提供了一种零序电流保护方法、系统、电子设备及存储介质，解决了零序电流保护的准确性较差且适用性较窄的技术问题。

有鉴于此，本发明第一方面提供了一种零序电流保护方法，包括以下步骤：

步骤一、基于继电保护装置获取馈线的电流突变量，若所述电流突变量大于预设电流突变阈值时，则执行下一步；

步骤二、获取继电保护装置所在的馈线的实时零序电流，判断所述实时零序电流的幅值是否大于预设的整定值，若所述实时零序电流的幅值大于所述预设的整定值时，则将修正系数取值为1，执行步骤四，若所述实时零序电流的幅值不大于所述预设的整定值时，则执行步骤三；

步骤三、获取母线的三相的工频相电压，比较三相的工频相电压的幅值的大小关系，以确定幅值最小的相为故障相，通过第一预置公式计算修正系数，执行步骤四；

步骤四、基于所述修正系数和所述实时零序电流通过第二预置公式计算修正后的零序电流，执行步骤五；

步骤五、判断修正后的零序电流的幅值是否大于预设的整定值，若修正后的零序电流的幅值大于所述预设的整定值时，则生成主保护信号，执行步骤六；否则，返回步骤一；

步骤六、通过所述继电保护装置接收所述主保护信号，开启零序电流保护，对所述故障相进行断路操作。

优选地，所述步骤一之前还包括：

获取用户预先输入的上电指令，对所述继电保护装置进行上电动作操作。

优选地，所述第一预置公式为：

式中，

表示修正系数，

表示母线的三相稳态电压，

表示相别，

表示三相的工频相电压，

表示实时零序电流，ZSΣ表示配电网的稳态阻抗。

优选地，所述第二预置公式为：

式中，

表示修正后的零序电流，

表示修正系数，

表示实时零序电流。

第二方面，本发明还提供了一种零序电流保护系统，包括：

电流突变获取模块，用于基于继电保护装置获取馈线的电流突变量；

电流比较模块，用于获取继电保护装置所在的馈线的实时零序电流，判断所述实时零序电流的幅值是否大于预设的整定值，若所述实时零序电流的幅值大于所述预设的整定值时，则将修正系数取值为1；

第一计算模块，用于获取母线的三相的工频相电压，比较三相的工频相电压的幅值的大小关系，以确定幅值最小的相为故障相，通过第一预置公式计算修正系数；

第二计算模块，用于基于所述修正系数和所述实时零序电流通过第二预置公式计算修正后的零序电流；

主保护生成模块，用于判断修正后的零序电流的幅值是否大于预设的整定值，若修正后的零序电流的幅值大于所述预设的整定值时，则生成主保护信号；

电流保护模块，用于通过所述继电保护装置接收所述主保护信号，开启零序电流保护，对所述故障相进行断路操作。

优选地，本系统还包括：

上电模块，用于获取用户预先输入的上电指令，对所述继电保护装置进行上电动作操作。

优选地，所述第一预置公式为：

式中，

表示修正系数，

表示母线的三相稳态电压，

表示相别，

表示三相的工频相电压，

表示实时零序电流，ZSΣ表示配电网的稳态阻抗。

优选地，所述第二预置公式为：

式中，

表示修正后的零序电流，

表示修正系数，

表示实时零序电流。

第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明通过获取到馈线的电流突变量，若馈线的电流突变量大于预设电流突变阈值时，则比较实时零序电流的幅值与预设的整定值的大小关系，基于其大小关系的比较结果对修正系数采取不同计算方式，以修正零序电流，同时，还比较三相的工频相电压的幅值的大小关系，以确定幅值最小的相为故障相，当修正后的零序电流的幅值大于预设的整定值时，则生成主保护信号，从而对故障相所在馈线进行断路操作，本发明相比于传统零序电流保护方案，适用于多条馈线同时发生接地故障的复杂情况，适用于不同故障位置、不同故障类型、不同过渡电阻等故障情况，适用性更广，同时，通过不同计算方式计算得到的修正系数对零序电流进行修正，从而提高零序电流保护的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种零序电流保护方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的配电网单线图；

图3为本发明实施例提供的一种零序电流保护系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本发明提供的一种零序电流保护方法，包括以下步骤：

步骤一、基于继电保护装置获取馈线的电流突变量，若电流突变量大于预设电流突变阈值时，则执行下一步。

步骤二、获取继电保护装置所在的馈线的实时零序电流，判断实时零序电流的幅值是否大于预设的整定值，若实时零序电流的幅值大于预设的整定值时，则将修正系数取值为1，执行步骤四，若实时零序电流的幅值不大于预设的整定值时，则执行步骤三。

其中，预设的整定值，可以根据继电保护规程进行人工设定，可取值为取值为5A。

步骤三、获取母线的三相的工频相电压，比较三相的工频相电压的幅值的大小关系，以确定幅值最小的相为故障相，通过第一预置公式计算修正系数，执行步骤四。

在本实施例中，第一预置公式为：

式中，

表示修正系数，

表示母线的三相稳态电压，

表示相别，

表示三相的工频相电压，

表示实时零序电流，Z_SΣ表示配电网的稳态阻抗。

步骤四、基于修正系数和实时零序电流通过第二预置公式计算修正后的零序电流，执行步骤五。

在本实施例中，第二预置公式为：

式中，

表示修正后的零序电流，

表示修正系数，

表示实时零序电流。

步骤五、判断修正后的零序电流的幅值是否大于预设的整定值，若修正后的零序电流的幅值大于预设的整定值时，则生成主保护信号，执行步骤六；否则，返回步骤一；

步骤六、通过继电保护装置接收主保护信号，开启零序电流保护，对故障相进行断路操作。

在一个具体实施例中，步骤一之前还包括：

获取用户预先输入的上电指令，对继电保护装置进行上电动作操作。

下面列举三个不同的故障算例，予以说明：

如图2所示，以测试系统Line_1线路上的末端发生故障为例：

当单回线发生故障时，继电保护装置检测到的零序电流为5.924A，传统的零序电流保护能够可靠动作。本发明提出的改进零序电流保护，经过修正参数计算后，其零序电流的修正值为5.931A，该修正值大于整定值5A，使得零序电流保护能够可靠动作。

当双回线发生故障时，继电保护装置检测到的零序电流为3.271A，由于该值小于整定值5A，传统的零序电流保护不能动作，发生保护拒动情况。相比之下，本实施例中的零序电流保护经过修正参数计算后，其零序电流的修正值为5.621A，该修正值大于整定值5A，使得零序电流保护能够可靠动作。

当三回线发生故障时，继电保护装置检测到的零序电流为1.619A，由于该值小于整定值5A，传统的零序电流保护不能动作，发生保护拒动情况。相比之下，本实施例中的零序电流保护，经过修正参数计算后，其零序电流的修正值为5.052A，该修正值大于整定值5A，使得零序电流保护能够可靠动作。

由上述测试结果可知，当只有一回线路发生接地故障时，零序电流的修正值与继电保护装置采样到的实际值基本相同，说明本实施例的零序电流保护可适用于简单的单相接地故障；而当多回线路同时发生故障时，本实施例的零序电流保护能够将实际值修正为只有一回线路发生接地故障时的零序电流，进而确保在电网发生多条线路同时接地故障时，零序电流保护能够可靠动作，切除线路故障。

由此可见，本发明提出的一种零序电流保护方法，通过获取到馈线的电流突变量，若馈线的电流突变量大于预设电流突变阈值时，则比较实时零序电流的幅值与预设的整定值的大小关系，基于其大小关系的比较结果对修正系数采取不同计算方式，以修正零序电流，同时，还比较三相的工频相电压的幅值的大小关系，以确定幅值最小的相为故障相，当修正后的零序电流的幅值大于预设的整定值时，则生成主保护信号，从而对故障相所在馈线进行断路操作，本实施例相比于传统零序电流保护方案，适用于多条馈线同时发生接地故障的复杂情况，适用于不同故障位置、不同故障类型、不同过渡电阻等故障情况，适用性更广，同时，通过不同计算方式计算得到的修正系数对零序电流进行修正，从而提高零序电流保护的准确性。

以上为本发明提供的一种零序电流保护方法的实施例的详细描述，以下为本发明提供的一种零序电流保护系统的实施例的详细描述。

请参阅图3，本发明提供了一种零序电流保护系统，,包括：

电流突变获取模块100，用于基于继电保护装置获取馈线的电流突变量；

电流比较模块200，用于获取继电保护装置所在的馈线的实时零序电流，判断实时零序电流的幅值是否大于预设的整定值，若实时零序电流的幅值大于预设的整定值时，则将修正系数取值为1；

第一计算模块300，用于获取母线的三相的工频相电压，比较三相的工频相电压的幅值的大小关系，以确定幅值最小的相为故障相，通过第一预置公式计算修正系数；

第二计算模块400，用于基于修正系数和实时零序电流通过第二预置公式计算修正后的零序电流；

主保护生成模块500，用于判断修正后的零序电流的幅值是否大于预设的整定值，若修正后的零序电流的幅值大于预设的整定值时，则生成主保护信号；

电流保护模块600，用于通过继电保护装置接收主保护信号，开启零序电流保护，对故障相进行断路操作。

在一个具体实施例中，本系统还包括：

上电模块，用于获取用户预先输入的上电指令，对继电保护装置进行上电动作操作。

在一个具体实施例中，第一预置公式为：

式中，

表示修正系数，

表示母线的三相稳态电压，

表示相别，

表示三相的工频相电压，

表示实时零序电流，ZSΣ表示配电网的稳态阻抗。

在一个具体实施例中，第二预置公式为：

式中，

表示修正后的零序电流，

表示修正系数，

表示实时零序电流。

本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种零序电流保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、基于继电保护装置获取馈线的电流突变量，若所述电流突变量大于预设电流突变阈值时，则执行下一步；

步骤二、获取继电保护装置所在的馈线的实时零序电流，判断所述实时零序电流的幅值是否大于预设的整定值，若所述实时零序电流的幅值大于所述预设的整定值时，则将修正系数取值为1，执行步骤四，若所述实时零序电流的幅值不大于所述预设的整定值时，则执行步骤三；

步骤三、获取母线的三相的工频相电压，比较三相的工频相电压的幅值的大小关系，以确定幅值最小的相为故障相，通过第一预置公式计算修正系数，执行步骤四；

步骤四、基于所述修正系数和所述实时零序电流通过第二预置公式计算修正后的零序电流，执行步骤五；

步骤五、判断修正后的零序电流的幅值是否大于预设的整定值，若修正后的零序电流的幅值大于所述预设的整定值时，则生成主保护信号，执行步骤六；否则，返回步骤一；

步骤六、通过所述继电保护装置接收所述主保护信号，开启零序电流保护，对所述故障相进行断路操作。

2.根据权利要求1所述的零序电流保护方法，其特征在于，所述步骤一之前还包括：

获取用户预先输入的上电指令，对所述继电保护装置进行上电动作操作。

3.根据权利要求1所述的零序电流保护方法，其特征在于，所述第一预置公式为：

式中，

表示修正系数，

表示母线的三相稳态电压，

表示相别，

表示三相的工频相电压，

表示实时零序电流，ZSΣ表示配电网的稳态阻抗。

4.根据权利要求1所述的零序电流保护方法，其特征在于，所述第二预置公式为：

式中，

表示修正后的零序电流，

表示修正系数，

表示实时零序电流。

5.一种零序电流保护系统，其特征在于，包括：

电流突变获取模块，用于基于继电保护装置获取馈线的电流突变量；

电流比较模块，用于获取继电保护装置所在的馈线的实时零序电流，判断所述实时零序电流的幅值是否大于预设的整定值，若所述实时零序电流的幅值大于所述预设的整定值时，则将修正系数取值为1；

第一计算模块，用于获取母线的三相的工频相电压，比较三相的工频相电压的幅值的大小关系，以确定幅值最小的相为故障相，通过第一预置公式计算修正系数；

第二计算模块，用于基于所述修正系数和所述实时零序电流通过第二预置公式计算修正后的零序电流；

主保护生成模块，用于判断修正后的零序电流的幅值是否大于预设的整定值，若修正后的零序电流的幅值大于所述预设的整定值时，则生成主保护信号；

电流保护模块，用于通过所述继电保护装置接收所述主保护信号，开启零序电流保护，对所述故障相进行断路操作。

6.根据权利要求5所述的零序电流保护系统，其特征在于，还包括：

上电模块，用于获取用户预先输入的上电指令，对所述继电保护装置进行上电动作操作。

7.根据权利要求5所述的零序电流保护系统，其特征在于，所述第一预置公式为：

式中，

表示修正系数，

表示母线的三相稳态电压，

表示相别，

表示三相的工频相电压，

表示实时零序电流，ZSΣ表示配电网的稳态阻抗。

8.根据权利要求5所述的零序电流保护系统，其特征在于，所述第二预置公式为：

式中，

表示修正后的零序电流，

表示修正系数，

表示实时零序电流。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。

Images