CN1696725A - 小电流接地系统单相接地故障的选线方法 - Google Patents
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Abstract
小电流接地系统单相接地故障的选线方法，其特征是测量母线侧各线路中故障前后的零序电流增量，选线依据为：故障线路的零序电流增量等与非故障线路零序电流增量之和的负值。本发明方法不受高频振荡电流的影响，不受消弧线圈和无功补偿电容的影响，解决了目前其他选线方法需要复杂滤波处理以及准确率低的问题，选线速度快，准确率高。
Description
技术领域：
本发明涉及应用在电力系统中的小电流接地系统单相接地故障的选线方法。
背景技术：
我国6～35KV配电网一般为小电流接地系统，在发生单相接地故障时规程规定可以继续运行12小时，但随着馈电线的增多，电容电流增大，长时间运行就容易使单相接地变成多点接地短路，弧光接地还会引起全系统的过电压，损坏设备，破坏系统的安全运行，即使采取了消弧措施也要寻找故障线路进行检修，所以必须及时找到故障线路。
目前单相接地选线方法大致有两大类：1、利用接地故障电流的选线方法，如零序电流基波分量法、谐波分量法、暂态分量法、有功分量法及负序电流分量法等；2、不利用接地故障电流的选线方法，如拉闸试探法、注入信号法等。这些选线方法构成的单相接地故障选线装置在使用中的准确性和可靠性还不能令人满意。
利用接地故障电流的选线方法，选线准确率低关键问题有三个，一是工频故障电流相对高频振荡故障电流比较小；二是不平衡负荷也造成零序电流；三是单相接地时过渡电阻的影响。总之受系统运行环境条件的影响。
拉闸试验法不断的拉闸合闸给本就故障不稳定的系统更多冲击，事故没有排除掉却造成事故，并且造成短时停电；信号注入法由于每个系统的结构、负荷性质不同严重影响其准确率。
发明内容：
本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种准确率高、选线速度快的小电流接地系统单相接地故障的选线方法。
本发明方法的特点是测量母线侧各线路中故障前后的零序电流增量，选线依据为：故障线路的零序电流增量等与非故障线路零序电流增量之和的负值。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明方法不受高频振荡电流的影响，不需要进行复杂的滤波处理，不受消弧线圈和无功补偿的影响，选线准确率高、选线速度快。
2、消除负荷产生的零序电流对选线的影响，故障前测量的零序电流就是负荷产生的工频零序电流。
3、消除干扰信号提高选线准确率达到100％，选线速度快，在故障后的第一个燃弧过程内即可选出故障线路。
附图说明：
图1为本发明故障线路健全相产生的电容电流示意图。
图2为本发明非故障线路健全相产生的电容电流示意图。
图3为本发明故障线路故障相产生的电容电流示意图。
图4为本发明非故障线路故障相产生的电容电流示意图。
具体实施方式：
测量母线侧各线路中故障前后的零序电流增量，选线依据为：故障线路的零序电流增量等与非故障线路零序电流增量之和的负值。
具体实施中：
零序电流增量是指故障后流经线路CT的零序电流与故障前流经线路CT的零序电流的差值。
零序电流增量是指故障前后工频对应时刻的零序电流增量值，对应于多时刻的多点位计算结果中，被选中次数最多的线路为故障线路。
零序电流增量是在滤除高频振荡电流之后只计算工频故障电容电流，针对这一情况，故障发生前后故障线路的增量最大。
此外，对于安装有消弧线圈和无功补偿电容的系统，消弧线圈接地变压器和无功补偿电容作为出线处理；对于母线距变压器较远或进线使用电缆的系统，在进线的母线侧测量进线零序电流，把进线作为出线。
参见附图，在出线发生单相接地故障发生前，非故障线路在故障前流过零序CT的电流为Iof，故障线路在故障前流过零序CT的电流为Iog，均为负荷引起的零序工频电流。以下的说明中下标含有f为流经非故障线路CT的电流，下标含有g为流经故障线路CT的电流。
在发生单相接地故障后，流经非故障线路零序CT的电流为：
I1f＝I11f+I12f+I1of (1)
其中I1f故障后非故障线路流过零序CT的电流；I11f健全相产生的产生的工频分量；I12f故障相及健全相产生的高频振荡分量；I1of负荷造成的零序电流，I1of＝Iof。
流过故障线路零序CT的电流
I1g＝I11g+I12g+I1og (2)
其中I1g故障后流经故障线路零序CT的电流；I11g健全相产生的工频分量；I12g故障相及健全相产生的高频振荡分量；I1og负荷造成的零序电流，I1og＝Iog，
首先，分析工频故障电流。
故障线路健全相产生的工频故障电流，从健全相流向出线又从故障相流向母线，即健全相和故障相流经故障线路CT的工频电流大小相等方向相反，因此故障线路零序CT测量到的值为0(如图1所示)
非故障线路健全相产生的工频故障电流，从每一回出线非故障线路的健全相母线流向出线，又从故障点经故障相流向母线，因此故障线路CT测量到的工频故障电流与所有非故障线路CT测量到的工频故障电流和相等且方向相反(如图2所示)，故而
I11g＝-∑I11f (3)
其次，分析健全相产生的高频振荡电流。
故障线路健全相产生的高频振荡电流，通过健全相和故障相分别流经故障线路CT，大小相等方向相反，因此故障线路零序CT测量到的值为0(如图1所示，图中箭头全部反向)。
非故障线路健全相产生的高频振荡电流，分别通过非故障线路健全相流过非故障线路CT和通过故障线路故障相流过故障线路CT，流经故障线路CT的大小等于流经所有非故障线路CT的和，而方向相反(如图2所示，图中箭头全部反向)。
再其次，分析故障相产生的高频振荡电流。
故障线路故障相产生的高频振荡电流不流经故障线路零序CT(如图3所示)。
非故障线路故障相产生的高频振荡电流，分别通过非故障线路故障相流过非故障线路CT和通过故障线路故障相流过故障线路CT，流经故障线路CT的大小等于流经所有非故障线路CT的和，且方向相反(如图4所示)。
I12g＝-∑I12f (4)
故障前后流过CT的增量ΔI
ΔI1f＝I1f-Iof＝I11f+I12f (5)
ΔI1g＝I1g-Iog
＝-∑(I1f-Iof) (6)
从以上分析可以得出结论：当小电流接地系统发生单相接地故障后，在母线侧测量到故障前后的零序电流增量，故障线路的增量等与非故障线路增量的之和的负值。
增量法等式(6)包含了高频振荡电流的运算，因此不受高频振荡电流存在的影响，也就是说高频振荡电流的存在对以等式(6)作为判据的选线方法没有影响，克服了其他选线需要复杂的滤波处理。
故障后的值减去故障前工频对应时刻的值，得到这一刻的增量值，同一时刻的所有增量值满足等式(6)，多时刻点计算结果比对被选中次数最多的线路为故障线路，消除干扰信号提高选线准确率达到100％，选线速度快，在故障后的第一个燃弧过程内即可选出故障线路。
在滤除高频振荡电流只计算工频故障电容电流情况下，即在上面的推导中剔除高频振荡分量，同样等式(6)每一时刻均成立，且故障发生前后故障线路的增量最大。
对于安装有消弧线圈和无功补偿电容的系统，对消弧线圈接地变压器和无功补偿电容作为出线处理，加装零序电流测量，等式(6)依然成立。
对于母线距变压器较远的系统，在进线的母线侧测量进线零序电流，其他线路产生的故障电流对于这个零序电流的测量为0，测量的是进线产生的故障电流，可以把进线作为出线处理，等式(6)依然成立。
Claims (6)
1、小电流接地系统单相接地故障的选线方法，其特征是测量母线侧各线路中故障前后的零序电流增量，选线依据为：故障线路的零序电流增量等与非故障线路零序电流增量之和的负值。
2、根据权利要求1所述的小电流接地系统单相接地故障的选线方法，其特征是所述零序电流增量是指故障后流经线路CT的零序电流与故障前流经线路CT的零序电流的差值。
3、根据权利要求1所述的小电流接地系统单相接地故障的选线方法，其特征是所述零序电流增量是指故障前后工频对应时刻的零序电流增量值，对应于多时刻的多点计算结果中，被选中次数最多的线路为故障线路。
4、根据权利要求1所述的小电流接地系统单相接地故障的选线方法，其特征是所述零序电流增量是在滤除高频振荡电流之后只计算工频故障电容电流，故障线路的零序电流增量最大。
5、根据权利要求1所述的小电流接地系统单相接地故障的选线方法，其特征是对于安装有消弧线圈和无功补偿电容的系统，消弧线圈接地变压器和无功补偿电容作为出线。
6、根据权利要求1所述的小电流接地系统单相接地故障的选线方法，其特征是对于母线距变压器较远或进线使用电缆的系统，在进线的母线侧测量进线零序电流，把进线作为出线。
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