一种基于暂态变化量功率方向原理的小电流接地选线方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统继电保护和自动化技术领域，具体设及一种基于暂态变化量 功率方向原理的小电流接地选线方法。
【背景技术】
[0002] 由于小电流接地系统在单相接地故障时候不会产生大的短路电流，而且相与相之 间的线电压仍保持对称，不必立即断开故障电路，不影响对负荷的供电等诸多优点，因此我 国6~66kV配电网广泛采用小电流接地方式。但是，系统在单相接地W后长时间运行易使 故障发展成两点或多点接地短路，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，危害系 统安全运行，所W必须及时找到故障线路予W切除。由于小电流接地电网单相接地时故障 电流非常小，加之配电网结构复杂，运行方式多变，使配电网的故障选线受到很多的限制， 该就给故障选线保护造成困难，需采取相关措施快速、准确选线。
[0003] 目前业界采用的小电流接地选线方法归纳起来有W下=种：暂态信号选线法、稳 态信号选线法W及注入信号量选线法。其中目前在用暂态信号选线方法没有解决暂态准 确判据问题；稳态信号方法受系统运行方式、中屯、点接地方式影响严重，选线效果不怎么理 想；注入信号方法不仅需要增加一次设备，并且会给系统增加了额外的故障隐患外，同时存 在着注入信号的可靠传变、采集处理的问题，实际效果也不够理想，尤其在象煤矿井下该种 特殊运行环境中。更重要的是W上=类方法均无法做到多级阶梯供电协同的接地点定位。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种基于暂态变化量功率方向原理的小 电流接地选线方法，W快速准确确定接地支路，指导故障快速清除，防止事故扩大，保护设 备W及人身安全。
[0005] 本发明具体采用W下技术方案。
[0006] 一种基于暂态变化量功率方向原理的小电流接地选线方法，其特征在于，所述选 线方法包括W下步骤：
[0007] (1)利用互感器采集变电所内各支路的零序电流31。和零序电压抓。；
[000引 （2)通过零序电压越限判据检测是否发生线路单相接地故障，所述零序电压越限 判据为：
[0009] 3U。>Uwt，并保持设定时间；其中，3U。为零序电压稳态量，Uwt为设定的启动判别 定值；
[0010] (3)当判断出发生线路单相接地W后，立即提取当前时刻前60毫秒存储的采样数 据，利用W下公式计算出各支路暂态零序功率特征量即各支路接地特征量化，将化保存；
[0011]
[0012] 其中，X表示在60毫秒内所存储的采样数据的序号，P表示在60毫秒内所存储的 采样数据的总数；
[0013] (4)根据支路暂态零序功率特征量化的正负，把各支路分成两组，暂态零序功率 特征量化为负的一组支路为接地支路组，暂态零序功率特征量化为正的支路为非接地支 路；
[0014] 妨根据一次系统拓扑结构，在步骤（4)得到的接地支路组中找出其中距离电源 端最远的支路判为实际接地支路。
[0015] 本发明优选W下方案：
[0016] 在步骤（2)中，设定时间为25毫秒，启动判别定值为18V。
[0017] 本发明基于暂态变化量功率方向原理的小电流接地选线方法具有很高的可靠性 和准确性，不受接地方式、补偿装置影响，不用额外的信号源，提高了选线的准确性W及选 线速度，同时可W做到接地点定位，对于特殊用电环境（如煤矿井下供电）意义重大。
【附图说明】
[001引图1为接地实验系统示意图；
[0019] 图2为本发明的基于暂态变化量功率方向原理的小电流接地选线方法流程图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和实例对本发明作进一步的详细说明。
[0021] 本发明具体采用W下技术方案。
[0022] 下面W图1所示的配电网络系统为例，介绍本发明的小电流接地选线方法。图1 所示，电源为一个中性点经消弧线圈接地的降压变压器，下带=级母线，每级母线都带有负 荷。按照图1实时测量每条线路出口处的零序电流（31。）W及母线零序电压（3U。)，结合3U0 稳态值越限判据确定发生单相接地故障，通过比对发生单相接地时各支路的零序暂态功率 特征量准确选择接地线路。本申请公开的基于暂态变化量功率方向原理的小电流接地选线 方法如图2所示，包括W下步骤：
[0023] 步骤1、通过互感器采集系统内各支路（附图1中的lineO~line3-3-2,共17条 支路）的零序电流310和零序电压3U0,循环存入一个可容纳=个周波数据宽度的采样缓冲 区。
[0024] 步骤2、通过零序电压越限判据检测是否发生线路单相接地故障，系统零序电压每 次采集完成W后，按1毫秒等间隔抽出零序电压采样，利用傅氏算法计算出零序电压稳态 值3U0,与启动判别定值化et进行比较，如果3U0〉化et并保持25毫秒，即认为刚才的60毫 秒内刚刚发生了单相接地故障，立即启动接地选线逻辑。在本申请的实施例中优选启动判 别定值化et为18V。
[0025] 步骤3、当判断出发生线路单相接地W后，立即提取当前时刻前60毫秒存储的高 速采样数据，采用公式：
[0026]
[0027] 计算出各支路暂态零序功率特征量，作为支路接地特征量化，将化保存，X表示在 60毫秒内所存储的采样数据的序号，P表示在60毫秒内所存储的采样数据的总数。
[002引步骤4、接地选线装置根据化中数据的正负把线路支路分成两组，结果为负的一 组判为接地线路组。
[0029] 单相单点接地线路故障时，接地组成员特征量应呈现：
[0030] 接地组线路的总个数不超过总的线路等级数（在图1中最大接地组线路数不超过 4)。
[0031]例；
[0032] 在图1中的K5点接地时候，接地线路组应该是lineO、line2、line2-2、 line2-2-4 ；
[0033] 如果K4点接地时，接地线路组应该是lineO、line3、line3-3 ;
[0034] 步骤5、根据一次系统拓扑结构，在步骤4得到的接地支路组中找出其中距离电源 端最远的支路判为实际接地支路：
[0035] 在图1中的K5点接地的话，由于line2-2-4最靠近负荷端，距离电源最远，K5处的 零序电流会流过组内其他几条线路，依据判据选线装置会选择line2-2-4作为接地线路；
[0036] 如果K4点接地的话，接地线路组中line3-3最靠近负荷端，距离电源最远，K4处 的零序电流会流过组内其他几条线路，依据判据选线装置会选择line3-3作为接地线路。
[0037] W上给出的实施案例用W说明本发明和它的实际应用，并非对本发明作任何形式 上的限制，任何一个本专业的技术人员在不偏离本发明技术方案的范围内，依据W上技术 和方法作一定的修饰和变更当视为等同变化的等效实施例。
【主权项】
1. 一种基于暂态变化量功率方向原理的小电流接地选线方法，其特征在于：该方法利 用高速采样的零序电流和零序电压变化量功率，结合零序电压3U0稳态值越限判据确定发 生单相接地故障，通过比对发生单相接地时各支路的零序暂态功率特征量准确选择接地线 路。2. -种基于暂态变化量功率方向原理的小电流接地选线方法，其特征在于，所述选线 方法包括以下步骤： (1) 利用互感器采集变电所内各支路的零序电流3、和零序电压3U。； (2) 通过零序电压越限判据检测是否发生线路单相接地故障，所述零序电压越限判据 为： 3% >Usrt，并保持设定时间；其中，3%为零序电压稳态量，Usrt为设定的启动判别定值； (3) 当判断出发生线路单相接地以后，立即提取当前时刻前60毫秒存储的采样数据， 利用以下公式计算出各支路暂态零序功率特征量即各支路接地特征量Cn，将Cn保存；其中，X表示在60毫秒内所存储的采样数据的序号，P表示在60毫秒内所存储的采样 数据的总数； (4) 根据支路暂态零序功率特征量Cn的正负，把各支路分成两组，暂态零序功率特征 量Cn为负的一组支路为接地支路组，暂态零序功率特征量Cn为正的支路为非接地支路； (5) 根据一次系统拓扑结构，在步骤（4)得到的接地支路组中找出其中距离电源端最 远的支路判为实际接地支路。3. 根据权利要求2所述的小电流接地选线方法，其特征在于： 在步骤（2)中，设定时间为25毫秒，启动判别定值为18V。
【专利摘要】本发明公开了一种基于暂态变化量功率方向原理的小电流接地选线方法，该方法利用高速采样的零序电流和零序电压变化量功率，结合3U0稳态值越限判据确定发生单相接地故障，通过比对发生单相接地时各支路的零序暂态功率特征量准确选择接地线路。本发明具有很高的可靠性和准确性，不受接地方式、补偿装置影响，不用额外的信号源，提高了选线的准确性以及选线速度。
【IPC分类】G01R31/08
【公开号】CN104950217
【申请号】CN201510336473
【发明人】耿勇齐, 李继晟
【申请人】北京四方继保自动化股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月17日