專利名稱：一種小電流接選線及故障定位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小電流接選線及故障定位的方法，尤其涉及一種新的可準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)單相接地選線和故障地位的方法。
背景技術(shù)：
目前，單相接地故障選線基本上是依靠零序電流比較進(jìn)行的，當(dāng)線路上發(fā)生單相非金屬接地時(shí)，由于受接地電阻的影響，及三相對(duì)地電容不平衡的影響，能夠選出故障線路范圍很小，其理論推導(dǎo)有盡多不實(shí)之處。對(duì)于中性點(diǎn)不接地和小電流接地系統(tǒng)，規(guī)程規(guī)定，發(fā)生單相接地故障時(shí)，允許帶故障運(yùn)行兩小時(shí)，由于非故障相電壓升高至線電壓，長時(shí)間運(yùn)行有可能導(dǎo)致絕緣擊穿，因此快速的單相接地故障選線及故障定位長時(shí)間以來一直是我們的課題，沒有得到很好的解決?，F(xiàn)有的微機(jī)接地故障選線裝置其原理是利用零序電流的基波和5次諧波的大小和方向進(jìn)行判別，實(shí)踐中并不十分有效，而且其判別原理比較復(fù)雜。因 此，時(shí)至今日，有的供電部門仍在采用“拉線法”進(jìn)行故障選線，在對(duì)配電自動(dòng)化要求日益完善的今天。這嚴(yán)重影響供電可靠性。目前有專利申請(qǐng)?zhí)枮?3134177.2，名稱為一種小電流接選線及故障定位的方法的專利技術(shù)公開了 在發(fā)生單相接地故障第一時(shí)間檢測出系統(tǒng)零序電壓和各分支線零序電流值；在第二時(shí)間，對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，改變整個(gè)配電網(wǎng)對(duì)地電容值，對(duì)于消弧線圈接地系統(tǒng)，改變消弧線圈補(bǔ)償度，或者改變整個(gè)配電網(wǎng)對(duì)地電容值，調(diào)整后檢測出第二時(shí)間系統(tǒng)零序電壓和各分支線零序電流值。確定單相接地故障分支線路后，上傳該分支線路檢測到的零序電流值，用檢測到的零序電流值除以系統(tǒng)中零序電壓值，并加以判別，就可以確定故障點(diǎn)位置的定位方法。該定位方法能夠很好解決上述問題，在準(zhǔn)確地找到發(fā)生故障分支線的同時(shí)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)定位。但是，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)手段(普遍存在問題)的限制，只能夠檢測出系統(tǒng)零序電壓和各分支線零序電流值，并且只做到了配電網(wǎng)對(duì)地電容值的調(diào)整；對(duì)于含母線電壓互感器零序電流沒有進(jìn)行檢測，而該支路零序電流的變化會(huì)影響到故障線路選線檢測精度，同時(shí),也沒有辦法調(diào)整配電網(wǎng)對(duì)地電感值,總之,沒有做到精益求精的地步。因而一種更為精準(zhǔn)的小電流接選線及故障定位的方法被研制是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上問題的提出，而研制一種小電流接選線及故障定位的方法。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下一種小電流接選線及故障定位的方法，其特征在于其分為以下步驟(I)在發(fā)生單相接地故障第一時(shí)間檢測出系統(tǒng)零序電壓和各分支線零序電流值，含母線電壓互感器零序電流；(2)故障線的確定在第二時(shí)間，對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，調(diào)整配電網(wǎng)對(duì)地電容值或電感值,調(diào)整后檢測出第二時(shí)間系統(tǒng)零序電壓和各分支線零序電流值；對(duì)于消弧線圈接地系統(tǒng)，通過改變消弧線圈補(bǔ)償度，或同前者方法一樣，調(diào)整后檢測出第二時(shí)間系統(tǒng)零序電壓和各分支線零序電流值；兩次時(shí)間分別用支線零序電流值除以系統(tǒng)零序電壓值，得其結(jié)果值；對(duì)于沒有發(fā)生故障的線路，這個(gè)結(jié)果值兩次時(shí)間沒有發(fā)生變化，對(duì)于發(fā)生故障的線路，這個(gè)結(jié)果值兩次時(shí)間發(fā)生了變化，當(dāng)確定某支線存在這個(gè)變化值，就能夠確定該支線發(fā)生了單相接地故障；對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)過電阻接地，本方法同樣適用，調(diào)整方法通過改變零序系統(tǒng)阻抗實(shí)現(xiàn)；(3)故障點(diǎn)的確定在已確定單相接地故障分支線路后，通過上傳該分支線路各區(qū)間微機(jī)智能配電終端檢測到的零序電流值，新的小電流接地選線微機(jī)裝置接受后，用檢測到的零序電流值除以系統(tǒng)中零序電壓值，并加以判別，就能夠確定故障點(diǎn)位置；故障點(diǎn)負(fù)荷側(cè)零序電流值與系統(tǒng)零序電壓值的比值兩次時(shí)間沒有發(fā)生變化，故障點(diǎn)電源側(cè)零序電流值與系統(tǒng)零序電壓值 的比值兩次時(shí)間發(fā)生了變化；由此就確定故障線路上故障點(diǎn)位置；(4)提高檢測精度方法在母線上電壓互感器零序電流變化影響到故障選線和定位時(shí)，通過切除電壓互感器零序回路，或充分考慮該部分零序變化量，提高檢測精度。在電壓互感器零序電流不能忽略的情況下，用此方法，進(jìn)行故障選線和定位。(I)對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中性點(diǎn)n的電位設(shè)為Un，當(dāng)a相經(jīng)過接地電阻R發(fā)生接地故障時(shí),各相流出的電流為Ia=Ua/R+j co Ca Ua= (Ea+Un) /R+j co Ca (Ea+Un)Ib=j co Cb Ub=j co Cb (Eb+Un)Ic=j co Ce Uc=j co Ce (Ec+Un)由于Ia+Ib+Ic=0設(shè)定Ca=Cb=Cc=Cs那么Ea+Un (l+j3wCs R) =0Un=-Ea/(l+j3 co Cs R) (I)配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，全配電系統(tǒng)將出現(xiàn)零序電壓，采用零序電壓啟動(dòng)，用零序電流除以零序電壓結(jié)果值來判別故障線路；在某分支線上A相發(fā)生單相接地故障后非故障分支線上有零序電流，其電容性無功功率的實(shí)際方向?yàn)槟妇€流向線路側(cè)；非故障分支線上零序電流為Icm=j co Csm(Ua+Ub+Uc) =j3 co CsmUn (2)而在發(fā)生故障分支線上的零序電流其數(shù)值等于整個(gè)配網(wǎng)對(duì)地電容電流值之和，減去發(fā)生故障分支線本身對(duì)地電容電流值，再減去母線電壓互感器感性零序電流值，計(jì)算公式如下發(fā)生故障分支線本身對(duì)地電容電流Icg=j co Csg (Ua+Ub+Uc) = j3 co CsgUn發(fā)生故障分支線零序電流
權(quán)利要求
1.一種小電流接選線及故障定位的方法，其特征在于其分為以下步驟 (1)在發(fā)生單相接地故障第一時(shí)間檢測出系統(tǒng)零序電壓和各分支線零序電流值，含母線電壓互感器零序電流； (2)故障線的確定 在第二時(shí)間，對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，調(diào)整配電網(wǎng)對(duì)地電容值或電感值，調(diào)整后檢測出第二時(shí)間系統(tǒng)零序電壓和各分支線零序電流值；對(duì)于消弧線圈接地系統(tǒng)，通過改變消弧線圈補(bǔ)償度，或同前者方法一樣，調(diào)整后檢測出第二時(shí)間系統(tǒng)零序電壓和各分支線零序電流值；兩次時(shí)間分別用支線零序電流值除以系統(tǒng)零序電壓值，得其結(jié)果值；對(duì)于沒有發(fā)生故障的線路，這個(gè)結(jié)果值兩次時(shí)間沒有發(fā)生變化，對(duì)于發(fā)生故障的線路，這個(gè)結(jié)果值兩次時(shí)間發(fā)生了變化，當(dāng)確定某支線存在這個(gè)變化值，就能夠確定該支線發(fā)生了單相接地故障； 對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)過電阻接地，本方法同樣適用，調(diào)整方法通過改變零序系統(tǒng)阻抗實(shí)現(xiàn)； (3)故障點(diǎn)的確定 在已確定單相接地故障分支線路后，通過上傳該分支線路各區(qū)間微機(jī)智能配電終端檢測到的零序電流值，新的小電流接地選線微機(jī)裝置接受后，用檢測到的零序電流值除以系統(tǒng)中零序電壓值，并加以判別，就能夠確定故障點(diǎn)位置；故障點(diǎn)負(fù)荷側(cè)零序電流值與系統(tǒng)零序電壓值的比值兩次時(shí)間沒有發(fā)生變化，故障點(diǎn)電源側(cè)零序電流值與系統(tǒng)零序電壓值的比值兩次時(shí)間發(fā)生了變化；由此就確定故障線路上故障點(diǎn)位置； (4)提聞檢測精度方法 在母線上電壓互感器零序電流變化影響到故障選線和定位時(shí)，通過切除電壓互感器零序回路，或充分考慮該部分零序變化量，提高檢測精度；在電壓互感器零序電流不能忽略的情況下，用此方法，進(jìn)行故障選線和定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種小電流接選線及故障定位的方法，其特征在于 (I)對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 中性點(diǎn)η的電位設(shè)為Un，當(dāng)a相經(jīng)過接地電阻R發(fā)生接地故障時(shí)，各相流出的電流為 Ia=Ua/R+jω Ca · Ua=(Ea+Un)/R+jω Ca · (Ea+Un)Ib=j ω Cb · Ub=j ω Cb · (Eb+Un)Ic=j ω Ce · Uc=j ω Ce · (Ec+Un) 由于 Ia+Ib+Ic=0 設(shè)定 Ca=Cb=Cc=Cs 那么 Ea+Un · (l+j3coCs · R) =O Un=-Ea/(l+j3coCs · R)(I) 配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，全配電系統(tǒng)將出現(xiàn)零序電壓，采用零序電壓啟動(dòng)，用零序電流除以零序電壓結(jié)果值來判別故障線路；在某分支線上A相發(fā)生單相接地故障后非故障分支線上有零序電流，其電容性無功功率的實(shí)際方向?yàn)槟妇€流向線路側(cè)； 非故障分支線上零序電流為 Icm=jωCsm(Ua+Ub+Uc)=j3ωCsmUn (2) 而在發(fā)生故障分支線上的零序電流其數(shù)值等于整個(gè)配網(wǎng)對(duì)地電容電流值之和，減去發(fā)生故障分支線本身對(duì)地電容電流值，再減去母線電壓互感器感性零序電流值，計(jì)算公式如下發(fā)生故障分支線本身對(duì)地電容電流 Icg=jωCsg(Ua+Ub+Uc)=j3ωCsgUn 發(fā)生故障分支線零序電流
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種小電流接選線及故障定位的方法，其特征在于故障點(diǎn)的確定的過程如下 在已確定單相接地故障分支線路后，通過上傳該分支線路各區(qū)間微機(jī)智能配電終端檢測到的零序電流值，新的小電流接地選線微機(jī)裝置接受后，用檢測到的零序電流值除以系統(tǒng)中零序電壓值，并加以判別，就能夠確定故障點(diǎn)位置； 對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 故障點(diǎn)負(fù)荷側(cè)檢測到的零序電流I2=j3coC2Un I2/Un=3coC2(11) 故障點(diǎn)電源側(cè)檢測到的零序電流
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種小電流接選線及故障定位的方法，其特征在于校正過程如下 上述單相接地選線及故障點(diǎn)定位方案是基于一種完全理想化配網(wǎng)系統(tǒng)推導(dǎo)出的，即整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)及各分支線三相對(duì)地電容認(rèn)為完全一致；當(dāng)考慮三相對(duì)地電容不同時(shí)，非故障分支線m實(shí)際零序電流Icmftfo =j ω CamUa+j ω CbmUb+j ω CcmUc=(jωCamEa+jωCbmEb+jωCcmEc)+j3ωCsmUn 式中，Cam、Cbm> Ccm分別是分支線m的a相、b相、c相對(duì)地電容值，Csm是分支線m三相對(duì)地電容平均值，將公式改變?yōu)? Icm實(shí)際=Icm不平*+Icm理想 式中，Icmw*=j coCamEa+j coCbmEb+j coCcmEc，是分支線m三相對(duì)地電容值不平衡產(chǎn)生的電流Jcmais為分支線m理想狀態(tài)零序電流，即三相平衡零序電流，其計(jì)算方法同前，Icm理想=j3co CsmUn ； 當(dāng)Icmws值足夠大，不可忽略時(shí)，將會(huì)影響ICm@/Un比值，造成兩次時(shí)間非故障分支線Icn^fiVUn比值產(chǎn)生變化，不能進(jìn)行準(zhǔn)確選線；如果用兩次時(shí)間檢測到的分支線實(shí)際零序電流矢量之差與兩次時(shí)間檢測到的系統(tǒng)零序電壓矢量之差進(jìn)行比值計(jì)算，計(jì)算公式如下 Δ Icm實(shí)際=Icm實(shí)際2_Icm實(shí)際I =(Icm 不平衡 +Icmafi2) - (Icm 不平衡 +Icmafi O =Icmafi2-Icmafil yScoCsnKUr^W-Un^1)Λ Icm實(shí)際/ Λ Un實(shí)際=j3 ω Csm (Un實(shí)際2_Un實(shí)際O / (Un實(shí)際2_Un實(shí)際OΔ Icm實(shí)際 / Λ Un 實(shí)際=3 ω Csm以上公式中 Icm^1-調(diào)整前非故障分支線m實(shí)際檢測到的零序電流； Icn^pi 2—調(diào)整后非故障分支線m實(shí)際檢測到的零序電流； Icmafil—調(diào)整前非故障分支線m三相平衡狀態(tài)計(jì)算的零序電流； Icmafi2-調(diào)整后非故障分支線m三相平衡狀態(tài)計(jì)算的零序電流； Icm^w一調(diào)整前、后非故障分支線m三相不平衡產(chǎn)生的零序電流； Un—調(diào)整前系統(tǒng)實(shí)際檢測到的零序電壓； UnMi2-調(diào)整后系統(tǒng)實(shí)際檢測到的零序電壓； Δ Icn^pi-調(diào)整前、后非故障分支線m實(shí)際檢測到的零序電流矢量之差； Δ Ur^pi-調(diào)整前、后系統(tǒng)實(shí)際檢測到的零序電壓矢量之差； 由上邊公式可見，Λ Icn^fiV Λ Un娜比值僅與該分支線三相對(duì)地電容平均值Csm有關(guān)，是個(gè)常數(shù)，當(dāng)進(jìn)行第二次配網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整或整體改變配網(wǎng)對(duì)地電容值，或改變消弧線圈電感值，兩次調(diào)整時(shí)間Λ Icm^/Δ Ur^pi比值不會(huì)發(fā)生變化；上述觀點(diǎn)是針對(duì)非故障分支線而言；對(duì)于發(fā)生故障分支線，Δ Icm^/Δ Un比值是個(gè)有變化的量，當(dāng)進(jìn)行第二次配網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整，兩次調(diào)整時(shí)間Λ Icm^/Δ Ur^pi比值將會(huì)發(fā)生變化；由此而來，能夠很準(zhǔn)確地找到發(fā)生故障分支線；對(duì)于故障分支線上故障點(diǎn)定位，采用的辦法是同樣的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小電流接選線及故障定位的方法公開了一種新的可準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)單相接地選線和故障地位的方法。在發(fā)生單相接地故障第一時(shí)間檢測出系統(tǒng)零序電壓和各分支線零序電流值；在第二時(shí)間，對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，改變整個(gè)配電網(wǎng)對(duì)地電容值或電感值，對(duì)于消弧線圈接地系統(tǒng)，改變消弧線圈補(bǔ)償度，或者改變整個(gè)配電網(wǎng)對(duì)地電容值或電感值，調(diào)整后檢測出第二時(shí)間系統(tǒng)零序電壓和各分支線零序電流值。確定單相接地故障分支線路后，上傳該分支線路檢測到的零序電流值，用檢測到的零序電流值除以系統(tǒng)中零序電壓值，并加以判別，就可以確定故障點(diǎn)位置。在母線上電壓互感器零序電流變化影響到故障選線和定位時(shí)，可切除電壓互感器零序回路，提高檢測精度。
文檔編號(hào)G01R31/02GK102798795SQ20121028904
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月14日
發(fā)明者陳昌鵬 申請(qǐng)人:大連電力勘察設(shè)計(jì)院有限公司