專利名稱：基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其是一種基于電子互感器的單相接地故障判斷處理 方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)電網(wǎng)110KV\10KV及;35KV\10KV變壓器的IOKV側(cè)都是星形接線結(jié)構(gòu)，三相(A、 B、C)有一共同點(diǎn)，該共同點(diǎn)被稱為中性點(diǎn)。我國(guó)IOKV電網(wǎng)中性點(diǎn)采用了 “不直接接地、或 經(jīng)電阻接地、或經(jīng)消弧線圈接地”方式，這種不接地接線方式帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是一條線路的一 相發(fā)生單點(diǎn)接地時(shí)候，電網(wǎng)線電壓的對(duì)稱性不被破壞，電網(wǎng)可以繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)；其存在的 問(wèn)題是非接地相的對(duì)地電壓升高，對(duì)絕緣造成威脅，必須盡快確定接地線路及接地點(diǎn)，以 保護(hù)電網(wǎng)設(shè)備和用電設(shè)備。在電網(wǎng)IOKV側(cè)存在以下一些特性作為判斷單相接地故障的依 據(jù)(1) IOKV網(wǎng)架發(fā)生單相接地故障是非常頻發(fā)的；(2)在每條線路上會(huì)產(chǎn)生零序電流，但電流數(shù)值很小(小于10A)；(3)傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)電流傳感器(傳統(tǒng)CT)，對(duì)1A、3A、7A等這類很小的電流測(cè)量 精度很難得到保障，其誤差在20% 80%之間；(4) 一條線路發(fā)生單相接地時(shí)其零序電流分布規(guī)律如

圖1所示，電源母線到接地 點(diǎn)之間都會(huì)有零序電流，但越靠近母線零序電流越小，越接近接地點(diǎn)零序電流則越大，從接 地點(diǎn)到線路末端，零序電流的分布基本保持不變。(5)如變電站IOKV有10條出線，其中線路上還會(huì)設(shè)置開(kāi)關(guān)5臺(tái)，如圖2所示。發(fā) 生單相接地后，包括母線在內(nèi)所有線路的接地相電壓都是零，但會(huì)形成33V以上的零序電 壓(沒(méi)有發(fā)生單相接地時(shí)候，零序電壓肯定小于10V)；變電站和10條出線組成的網(wǎng)架區(qū)域 是所有技術(shù)的對(duì)象，從小于IOV零序電壓到產(chǎn)生30V零序電壓是發(fā)生單相接地的標(biāo)志；從 30V零序電壓出現(xiàn)到回復(fù)到IOV以下零序電壓是成功隔離了接地線的標(biāo)志。目前，單相接地選線技術(shù)基本上都是在圖2所界定的網(wǎng)架區(qū)域或界定區(qū)域的部分 來(lái)開(kāi)展的。一種解決解決方案是單相接地變電站局部解決技術(shù)方案，例如，中國(guó)專利文獻(xiàn) “小電流接地電網(wǎng)單相接地故障選線裝置(專利號(hào)ZL200320U6180. 5) ”和中國(guó)專利文獻(xiàn) “小電流接地電網(wǎng)單相接地故障選線方法與裝置(ZL200310119119. 2)”均以圖2所界定區(qū) 域的一部分即變電站為對(duì)象。由于這類技術(shù)方案的基礎(chǔ)都是選擇專用的零序電流互感器 (對(duì)于小電流IOA以下其固有的物理特征導(dǎo)致)誤差很大，該技術(shù)方案僅僅在每條線路的起 點(diǎn)安裝了檢測(cè)，其固有的數(shù)據(jù)來(lái)源基礎(chǔ)和信息量?jī)H僅限于變電站，沒(méi)有任何來(lái)自于線路上 數(shù)據(jù)信息；因此，在發(fā)生接地后，當(dāng)僅僅接地線路“就是具體一條確定的線路”的正確率較低 (通常只能達(dá)到只有70%左右)。另一種解決方案是單相接地集中式整體解決方案，例如，中國(guó)專利文獻(xiàn)“一種配電 網(wǎng)單相接地故障的判斷方法(申請(qǐng)?zhí)枮?0125749. 8) ”和中國(guó)專利文獻(xiàn)“小電流接地系統(tǒng)饋 線接地故障區(qū)段定位方法(申請(qǐng)?zhí)枮?2138941. 1) ”都是在配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)上通過(guò)獲取分布在各條線路上的監(jiān)測(cè)終端的各種相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，依據(jù)不同的接地故障啟 動(dòng)條件，接地故障線路選線判據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)“接地區(qū)段”的判斷，并通過(guò)主站進(jìn)行遙控命令來(lái)實(shí) 現(xiàn)接地區(qū)域隔離和其他區(qū)域恢復(fù)供電。在這類技術(shù)方案中，雖然線路上的檢測(cè)裝置為單相 接地判斷帶來(lái)了豐富的數(shù)據(jù)，但由于線路上只能采用“相電流向量的和產(chǎn)生零序電流”，其 誤差依就很大。主站如何得到“有效可信”特征量并以此為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行比較分析判斷，此類 技術(shù)方案都在回避這些基礎(chǔ)性問(wèn)題，沒(méi)有給出有說(shuō)服力的技術(shù)保障措施。隨著智能電網(wǎng)的大力推廣應(yīng)用，基于新型傳感檢測(cè)技術(shù)的電子式互感器逐漸取代 了傳統(tǒng)的專用零序電流CT或相電流CT ；以電子式互感器為基礎(chǔ)的各類智能裝置廣泛地應(yīng) 用到智能電網(wǎng)中，在如圖2所示的單相接地對(duì)象區(qū)域的線路中，不僅僅裝設(shè)了開(kāi)關(guān)設(shè)備，而 且還裝設(shè)檢測(cè)裝置(電力自動(dòng)化行業(yè)簡(jiǎn)稱FTU)，使用這種檢測(cè)裝置可以更加全面地獲得單 相接地發(fā)生后對(duì)象區(qū)域內(nèi)特征量，如何充分利用單相接地發(fā)生后對(duì)象區(qū)域內(nèi)特征量來(lái)進(jìn)行 單相接地故障判斷及處理，是目前迫切需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、能夠準(zhǔn)確可靠判斷 單相接地故障并進(jìn)行恢復(fù)處理的基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法。本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法，包括以下步驟步驟1 變電站單相接地特征量檢測(cè)裝置和線路單相接地特征量檢測(cè)裝置采集單 相接地特征量并組包上傳給主站系統(tǒng)內(nèi)的故障定位處理機(jī)；步驟2 主站系統(tǒng)內(nèi)的故障定位處理機(jī)進(jìn)行單相接地故障定位。而且，在步驟2后，還包括主站系統(tǒng)內(nèi)的故障定位處理機(jī)對(duì)單相接地故障進(jìn)行隔 離與恢復(fù)處理步驟。而且，所述步驟1包括如下處理步驟(1)正常采集過(guò)程各個(gè)單相接地檢測(cè)裝置連續(xù)采集電壓、電流并計(jì)算零序電壓， 并通過(guò)零序電壓判斷是否發(fā)生單相接地故障，當(dāng)判斷出現(xiàn)發(fā)生單相接地故障時(shí)，進(jìn)入密集 采集過(guò)程；(2)單相接地后的密集采集過(guò)程各個(gè)單相接地檢測(cè)裝置每秒采集1次單相接地 特征量，連續(xù)采集60次的單向接地特征量；(3)當(dāng)各個(gè)單相接地檢測(cè)裝置收到主站內(nèi)的故障定位處理機(jī)的召喚命令后，將采 集到60次特征量組成數(shù)據(jù)包上傳到主站系統(tǒng)中的故障定位處理機(jī)。而且，所述單相接地特征量包括零序電流、電流的5次諧波分量和零序電流方 向。而且，所述步驟2包括如下處理步驟(1)實(shí)時(shí)監(jiān)視是否有單相接地故障發(fā)生，當(dāng)有單相接地故障發(fā)生時(shí)向單相接地檢 測(cè)裝置發(fā)出召喚命令；(2)故障定位處理機(jī)對(duì)單相接地檢測(cè)裝置發(fā)送的單相接地特征量進(jìn)行預(yù)處理形成 可靠有效的數(shù)據(jù)；(3)根據(jù)單相接地區(qū)段定位條件找出單相接地位置。
權(quán)利要求
1.一種基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法，其特征在于包括以下步驟 步驟1 變電站單相接地特征量檢測(cè)裝置和線路單相接地特征量檢測(cè)裝置采集單相接地特征量并組包上傳給主站系統(tǒng)內(nèi)的故障定位處理機(jī)；步驟2 主站系統(tǒng)內(nèi)的故障定位處理機(jī)進(jìn)行單相接地故障定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法，其特征在 于在步驟2后，還包括主站系統(tǒng)內(nèi)的故障定位處理機(jī)對(duì)單相接地故障進(jìn)行隔離與恢復(fù)處 理步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法，其特征 在于所述步驟1包括如下處理步驟(1)正常采集過(guò)程各個(gè)單相接地檢測(cè)裝置連續(xù)采集電壓、電流并計(jì)算零序電壓，并通 過(guò)零序電壓判斷是否發(fā)生單相接地故障，當(dāng)判斷出現(xiàn)發(fā)生單相接地故障時(shí)，進(jìn)入密集采集 過(guò)程；(2)單相接地后的密集采集過(guò)程各個(gè)單相接地檢測(cè)裝置按一定頻率采集一組單相接 地特征量；(3)當(dāng)各個(gè)單相接地檢測(cè)裝置收到主站內(nèi)的故障定位處理機(jī)的召喚命令后，將采集到 的一組單相接地特征量組成數(shù)據(jù)包上傳到主站系統(tǒng)中的故障定位處理機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法，其特征在 于所述單相接地特征量包括零序電流、電流的5次諧波分量和零序電流方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法，其特征在 于所述步驟2包括如下處理步驟(1)實(shí)時(shí)監(jiān)視是否有單相接地故障發(fā)生，當(dāng)有單相接地故障發(fā)生時(shí)向單相接地檢測(cè)裝 置發(fā)出召喚命令；(2)故障定位處理機(jī)對(duì)單相接地檢測(cè)裝置發(fā)送的單相接地特征量進(jìn)行預(yù)處理形成可靠 有效的數(shù)據(jù)；(3)根據(jù)單相接地區(qū)段定位條件找出單相接地位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法，其特征在 于所述故障定位處理機(jī)進(jìn)行預(yù)處理包括如下處理步驟(1)對(duì)同一檢測(cè)點(diǎn)的不同時(shí)間點(diǎn)的特征量進(jìn)行均值處理；(2)線路上相鄰檢測(cè)點(diǎn)的5次諧波分量的絕對(duì)差異量求和；(3)計(jì)算線路的零序電流方向指標(biāo)；(4)計(jì)算線路選線的綜合特征量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法，其特征在于所述步驟(1)對(duì)同一檢測(cè)點(diǎn)的不同時(shí)間點(diǎn)的特征量進(jìn)行均值處理的計(jì)算公式為60ι當(dāng)時(shí) F11 =彳 ^o1[(公式幻-1當(dāng)2巧⑴<0時(shí)式中Itlij 第i條線路上的第j個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的零序電流平均值，簡(jiǎn)稱為檢測(cè)點(diǎn)零序電流； I5ij 第i條線路上的第j個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的諧波分量平均值，簡(jiǎn)稱為檢測(cè)點(diǎn)諧波分量； Fij 第i條線路上的第j個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的零序電流方向，簡(jiǎn)稱為檢測(cè)點(diǎn)零序電流方向 所述步驟( 線路上相鄰檢測(cè)點(diǎn)的5次諧波分量的絕對(duì)差異量求和公式為
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法，其特征在 于所述的根據(jù)單相接地區(qū)段定位條件找出單相接地位置的步驟包括如下處理步驟(1)從線路選線的綜合特征量中選出前三個(gè)最大值，以它們所代表的線路為備選線路；(2)從備選線路上的所有檢測(cè)點(diǎn)諧波分量中找出最大值，該最大值所在線路即為發(fā)生 單相接地線路；(3)從發(fā)生單相接地的線路上的所有相鄰檢測(cè)點(diǎn)的諧波分量的差異量中找出最大值， 該最大值所代表的相鄰檢測(cè)點(diǎn)所在區(qū)段即為發(fā)生單相接地區(qū)段。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法，其特征在 于故障定位處理機(jī)進(jìn)行單相接地的隔離與恢復(fù)處理的處理步驟包括如下步驟(1)主站系統(tǒng)根據(jù)故障定位處理機(jī)得到單相接地區(qū)段位置對(duì)遠(yuǎn)端開(kāi)關(guān)進(jìn)行遙控分閘， 將故障區(qū)段從正常運(yùn)行的電網(wǎng)中隔離；(2)主站系統(tǒng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D對(duì)存在備用電源的非單相接地線路遙控相應(yīng)的遠(yuǎn)端開(kāi)關(guān) 合閘供電；(3)單相接地故障消除后，遙控相應(yīng)遠(yuǎn)端開(kāi)關(guān)分閘或合閘，恢復(fù)原來(lái)的供電模式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于電子互感器的單相接地故障判斷處理方法，包括以下步驟步驟1變電站單相接地特征量檢測(cè)裝置和線路單相接地特征量檢測(cè)裝置采集單相接地特征量并組包上傳給主站系統(tǒng)內(nèi)的故障定位處理機(jī)；步驟2主站系統(tǒng)內(nèi)的故障定位處理機(jī)進(jìn)行單相接地故障定位。本發(fā)明通過(guò)安裝在變電站內(nèi)的變電站單相接地特征量檢測(cè)裝置和安裝在線路上的線路單相接地特征量檢測(cè)裝置采集單相接地特征量，然后通過(guò)主站系統(tǒng)內(nèi)的故障定位處理機(jī)可以快速、準(zhǔn)確地確定單相接地區(qū)段的具體位置，還可以遙控遠(yuǎn)端開(kāi)關(guān)進(jìn)行單相接地的隔離與恢復(fù)處理，提高了單相接地判斷的準(zhǔn)確性，保證了配電網(wǎng)工作的可靠性和安全性，有效保護(hù)了電網(wǎng)設(shè)備和用電設(shè)備。
文檔編號(hào)G01R31/08GK102064537SQ201010582938
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者馮麗, 劉中勝, 李旭東, 申剛, 葛少云 申請(qǐng)人:天津天大求實(shí)電力新技術(shù)股份有限公司