一種基于暫態(tài)變化量功率方向原理的小電流接地選線方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于暫態(tài)變化量 功率方向原理的小電流接地選線方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于小電流接地系統(tǒng)在單相接地故障時(shí)候不會(huì)產(chǎn)生大的短路電流，而且相與相之 間的線電壓仍保持對(duì)稱，不必立即斷開(kāi)故障電路，不影響對(duì)負(fù)荷的供電等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此我 國(guó)6~66kV配電網(wǎng)廣泛采用小電流接地方式。但是，系統(tǒng)在單相接地W后長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行易使 故障發(fā)展成兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地短路，弧光接地還會(huì)引起全系統(tǒng)過(guò)電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，危害系 統(tǒng)安全運(yùn)行，所W必須及時(shí)找到故障線路予W切除。由于小電流接地電網(wǎng)單相接地時(shí)故障 電流非常小，加之配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行方式多變，使配電網(wǎng)的故障選線受到很多的限制， 該就給故障選線保護(hù)造成困難，需采取相關(guān)措施快速、準(zhǔn)確選線。
[0003] 目前業(yè)界采用的小電流接地選線方法歸納起來(lái)有W下=種：暫態(tài)信號(hào)選線法、穩(wěn) 態(tài)信號(hào)選線法W及注入信號(hào)量選線法。其中目前在用暫態(tài)信號(hào)選線方法沒(méi)有解決暫態(tài)準(zhǔn) 確判據(jù)問(wèn)題；穩(wěn)態(tài)信號(hào)方法受系統(tǒng)運(yùn)行方式、中屯、點(diǎn)接地方式影響嚴(yán)重，選線效果不怎么理 想；注入信號(hào)方法不僅需要增加一次設(shè)備，并且會(huì)給系統(tǒng)增加了額外的故障隱患外，同時(shí)存 在著注入信號(hào)的可靠傳變、采集處理的問(wèn)題，實(shí)際效果也不夠理想，尤其在象煤礦井下該種 特殊運(yùn)行環(huán)境中。更重要的是W上=類方法均無(wú)法做到多級(jí)階梯供電協(xié)同的接地點(diǎn)定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于暫態(tài)變化量功率方向原理的小 電流接地選線方法，W快速準(zhǔn)確確定接地支路，指導(dǎo)故障快速清除，防止事故擴(kuò)大，保護(hù)設(shè) 備W及人身安全。
[0005] 本發(fā)明具體采用W下技術(shù)方案。
[0006] 一種基于暫態(tài)變化量功率方向原理的小電流接地選線方法，其特征在于，所述選 線方法包括W下步驟：
[0007] (1)利用互感器采集變電所內(nèi)各支路的零序電流31。和零序電壓抓。；
[000引 （2)通過(guò)零序電壓越限判據(jù)檢測(cè)是否發(fā)生線路單相接地故障，所述零序電壓越限 判據(jù)為：
[0009] 3U。>Uwt，并保持設(shè)定時(shí)間；其中，3U。為零序電壓穩(wěn)態(tài)量，Uwt為設(shè)定的啟動(dòng)判別 定值；
[0010] (3)當(dāng)判斷出發(fā)生線路單相接地W后，立即提取當(dāng)前時(shí)刻前60毫秒存儲(chǔ)的采樣數(shù) 據(jù)，利用W下公式計(jì)算出各支路暫態(tài)零序功率特征量即各支路接地特征量化，將化保存；
[0011]
[0012] 其中，X表示在60毫秒內(nèi)所存儲(chǔ)的采樣數(shù)據(jù)的序號(hào)，P表示在60毫秒內(nèi)所存儲(chǔ)的 采樣數(shù)據(jù)的總數(shù)；
[0013] (4)根據(jù)支路暫態(tài)零序功率特征量化的正負(fù)，把各支路分成兩組，暫態(tài)零序功率 特征量化為負(fù)的一組支路為接地支路組，暫態(tài)零序功率特征量化為正的支路為非接地支 路；
[0014] 妨根據(jù)一次系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在步驟（4)得到的接地支路組中找出其中距離電源 端最遠(yuǎn)的支路判為實(shí)際接地支路。
[0015] 本發(fā)明優(yōu)選W下方案：
[0016] 在步驟（2)中，設(shè)定時(shí)間為25毫秒，啟動(dòng)判別定值為18V。
[0017] 本發(fā)明基于暫態(tài)變化量功率方向原理的小電流接地選線方法具有很高的可靠性 和準(zhǔn)確性，不受接地方式、補(bǔ)償裝置影響，不用額外的信號(hào)源，提高了選線的準(zhǔn)確性W及選 線速度，同時(shí)可W做到接地點(diǎn)定位，對(duì)于特殊用電環(huán)境（如煤礦井下供電）意義重大。
【附圖說(shuō)明】
[001引圖1為接地實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明的基于暫態(tài)變化量功率方向原理的小電流接地選線方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0021] 本發(fā)明具體采用W下技術(shù)方案。
[0022] 下面W圖1所示的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為例，介紹本發(fā)明的小電流接地選線方法。圖1 所示，電源為一個(gè)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的降壓變壓器，下帶=級(jí)母線，每級(jí)母線都帶有負(fù) 荷。按照?qǐng)D1實(shí)時(shí)測(cè)量每條線路出口處的零序電流（31。）W及母線零序電壓（3U。)，結(jié)合3U0 穩(wěn)態(tài)值越限判據(jù)確定發(fā)生單相接地故障，通過(guò)比對(duì)發(fā)生單相接地時(shí)各支路的零序暫態(tài)功率 特征量準(zhǔn)確選擇接地線路。本申請(qǐng)公開(kāi)的基于暫態(tài)變化量功率方向原理的小電流接地選線 方法如圖2所示，包括W下步驟：
[0023] 步驟1、通過(guò)互感器采集系統(tǒng)內(nèi)各支路（附圖1中的lineO~line3-3-2,共17條 支路）的零序電流310和零序電壓3U0,循環(huán)存入一個(gè)可容納=個(gè)周波數(shù)據(jù)寬度的采樣緩沖 區(qū)。
[0024] 步驟2、通過(guò)零序電壓越限判據(jù)檢測(cè)是否發(fā)生線路單相接地故障，系統(tǒng)零序電壓每 次采集完成W后，按1毫秒等間隔抽出零序電壓采樣，利用傅氏算法計(jì)算出零序電壓穩(wěn)態(tài) 值3U0,與啟動(dòng)判別定值化et進(jìn)行比較，如果3U0〉化et并保持25毫秒，即認(rèn)為剛才的60毫 秒內(nèi)剛剛發(fā)生了單相接地故障，立即啟動(dòng)接地選線邏輯。在本申請(qǐng)的實(shí)施例中優(yōu)選啟動(dòng)判 別定值化et為18V。
[0025] 步驟3、當(dāng)判斷出發(fā)生線路單相接地W后，立即提取當(dāng)前時(shí)刻前60毫秒存儲(chǔ)的高 速采樣數(shù)據(jù)，采用公式：
[0026]
[0027] 計(jì)算出各支路暫態(tài)零序功率特征量，作為支路接地特征量化，將化保存，X表示在 60毫秒內(nèi)所存儲(chǔ)的采樣數(shù)據(jù)的序號(hào)，P表示在60毫秒內(nèi)所存儲(chǔ)的采樣數(shù)據(jù)的總數(shù)。
[002引步驟4、接地選線裝置根據(jù)化中數(shù)據(jù)的正負(fù)把線路支路分成兩組，結(jié)果為負(fù)的一 組判為接地線路組。
[0029] 單相單點(diǎn)接地線路故障時(shí)，接地組成員特征量應(yīng)呈現(xiàn)：
[0030] 接地組線路的總個(gè)數(shù)不超過(guò)總的線路等級(jí)數(shù)（在圖1中最大接地組線路數(shù)不超過(guò) 4)。
[0031]例；
[0032] 在圖1中的K5點(diǎn)接地時(shí)候，接地線路組應(yīng)該是lineO、line2、line2-2、 line2-2-4 ；
[0033] 如果K4點(diǎn)接地時(shí)，接地線路組應(yīng)該是lineO、line3、line3-3 ;
[0034] 步驟5、根據(jù)一次系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在步驟4得到的接地支路組中找出其中距離電源 端最遠(yuǎn)的支路判為實(shí)際接地支路：
[0035] 在圖1中的K5點(diǎn)接地的話，由于line2-2-4最靠近負(fù)荷端，距離電源最遠(yuǎn)，K5處的 零序電流會(huì)流過(guò)組內(nèi)其他幾條線路，依據(jù)判據(jù)選線裝置會(huì)選擇line2-2-4作為接地線路；
[0036] 如果K4點(diǎn)接地的話，接地線路組中l(wèi)ine3-3最靠近負(fù)荷端，距離電源最遠(yuǎn)，K4處 的零序電流會(huì)流過(guò)組內(nèi)其他幾條線路，依據(jù)判據(jù)選線裝置會(huì)選擇line3-3作為接地線路。
[0037] W上給出的實(shí)施案例用W說(shuō)明本發(fā)明和它的實(shí)際應(yīng)用，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式 上的限制，任何一個(gè)本專業(yè)的技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，依據(jù)W上技術(shù) 和方法作一定的修飾和變更當(dāng)視為等同變化的等效實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于暫態(tài)變化量功率方向原理的小電流接地選線方法，其特征在于：該方法利 用高速采樣的零序電流和零序電壓變化量功率，結(jié)合零序電壓3U0穩(wěn)態(tài)值越限判據(jù)確定發(fā) 生單相接地故障，通過(guò)比對(duì)發(fā)生單相接地時(shí)各支路的零序暫態(tài)功率特征量準(zhǔn)確選擇接地線 路。2. -種基于暫態(tài)變化量功率方向原理的小電流接地選線方法，其特征在于，所述選線 方法包括以下步驟： (1) 利用互感器采集變電所內(nèi)各支路的零序電流3、和零序電壓3U。； (2) 通過(guò)零序電壓越限判據(jù)檢測(cè)是否發(fā)生線路單相接地故障，所述零序電壓越限判據(jù) 為： 3% >Usrt，并保持設(shè)定時(shí)間；其中，3%為零序電壓穩(wěn)態(tài)量，Usrt為設(shè)定的啟動(dòng)判別定值； (3) 當(dāng)判斷出發(fā)生線路單相接地以后，立即提取當(dāng)前時(shí)刻前60毫秒存儲(chǔ)的采樣數(shù)據(jù)， 利用以下公式計(jì)算出各支路暫態(tài)零序功率特征量即各支路接地特征量Cn，將Cn保存；其中，X表示在60毫秒內(nèi)所存儲(chǔ)的采樣數(shù)據(jù)的序號(hào)，P表示在60毫秒內(nèi)所存儲(chǔ)的采樣 數(shù)據(jù)的總數(shù)； (4) 根據(jù)支路暫態(tài)零序功率特征量Cn的正負(fù)，把各支路分成兩組，暫態(tài)零序功率特征 量Cn為負(fù)的一組支路為接地支路組，暫態(tài)零序功率特征量Cn為正的支路為非接地支路； (5) 根據(jù)一次系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在步驟（4)得到的接地支路組中找出其中距離電源端最 遠(yuǎn)的支路判為實(shí)際接地支路。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的小電流接地選線方法，其特征在于： 在步驟（2)中，設(shè)定時(shí)間為25毫秒，啟動(dòng)判別定值為18V。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于暫態(tài)變化量功率方向原理的小電流接地選線方法，該方法利用高速采樣的零序電流和零序電壓變化量功率，結(jié)合3U0穩(wěn)態(tài)值越限判據(jù)確定發(fā)生單相接地故障，通過(guò)比對(duì)發(fā)生單相接地時(shí)各支路的零序暫態(tài)功率特征量準(zhǔn)確選擇接地線路。本發(fā)明具有很高的可靠性和準(zhǔn)確性，不受接地方式、補(bǔ)償裝置影響，不用額外的信號(hào)源，提高了選線的準(zhǔn)確性以及選線速度。
【IPC分類】G01R31/08
【公開(kāi)號(hào)】CN104950217
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510336473
【發(fā)明人】耿勇齊, 李繼晟
【申請(qǐng)人】北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月17日