专利名称：一种针对电弧接地故障的选线方法
技术领域：
本发明涉及一种电网变电站小电流接地选线方法，适用于任何中性点接地的 电网，对电弧接地故障特别有效。属于电力自动化技术领域。
背景技术：
实验和现场电网录波数据均证明由于单相接地故障的复杂性，有些单相接 地故障时，馈线零序电流中只有稳态；有些单相接地故障时只有暂态；有些单相 接地故障时两者兼有。实验室物理模拟试验也证明在相当多的电弧接地条件下， 故障电流中稳态电流很小或几乎为零，而暂态电流则很高，致使选线效果均不很 理想，误选、拒选的几率比较高。现场运行资料证明，接地故障中50%以上是电弧 接地故障。可见，开展针对电弧接地故障、基于暂态分析的小电流接地选线方法 的研究对提高选线的准确性意义重大。已有不少学者探索了利用单相接地故障时， 零序电流中暂态分量的丰富信息来判断故障馈线的方法。但由于计算复杂，计算 耗时长，尚不适用于用单片机开发选线装置。本发明给出了一种新的、能在单片 机上实现并满足在线实时选线计算需要的单相接地故障选线方法。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种针对电弧接地故障的选线方法，它的选 线原理简单，很易用单片机实现，所用费用低，不受零序电压互感器和零序电流 互感器角误差的影响，也不受在弱励磁(小电流)时零序电流互感器特性的分散 性的影响。
技术方案本发明对零序电流中没有暂态过程或暂态分量很低的接地故障 (如高阻接地故障)选线失效，因此，建议与各种基于稳态分析的选线方法配合 使用。
本发明针对电弧接地故障的选线方法，其特征是该方法采用如下步骤 a.采样零序电压，计算并判断零序电压是否超过整定的门槛值，若超过则说
明电网有单相接地故障，进而，进行以下5步选线判断，
b. 同步采样各馈线的零序电流，而后对采样信号进行5 OHz基波陷波处理 得各馈线的零序暂态电流采样值，
c. 寻找5 6条零序暂态电流幅值最大的馈线作为"疑是"故障馈线，
d. 在"疑是"故障馈线中选择一条零序暂态电流幅值最大的馈线的采样值作 为基准馈线的采样量厶(W，
e. 基准馈线的采样量厶(W分别与其余"疑是"故障馈线釆样值点对点相乘， 并求1/4周波至一个周波，即5 20ms的时间的代数平均值作为故障判断量R ，
f.依据该故障判断量^的正负确定故障馈线，若故障判断量^有唯一的一
个^值为负，则对应馈线为故障馈线；若故障判断量^全部为负，则基准馈线为
故障馈线；若故障判断量R.全部为正，则是母线故障。
有益效果本发明提供一种适用于任何中性点接地电网的针对电弧接地故障 的小电流接地选线新方法，它的选线原理简单，很易用单片机实现，所用费用低， 不受零序电压互感器和零序电流互感器角误差的影响，也不受在弱励磁(小电流) 时零序电流互感器特性的分散性的影响，对电弧接地故障特别有效，选线准确率咼。
图l是构成本发明的逻辑结构。
具体实施例方式
为了实现上述目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的 适用于各种中性点非有效接地电网的特别针对电弧接地故障的选线新方法， 它包括
① 采样零序电压，计算并判断零序电压是否超过整定的门槛值，若超过则说明电 网有单相接地故障，进而，进行以下5步选线判断。
② 同步采样各馈线的零序电流，并将各馈线的零序电流釆样值/。/"进行5 0H Z基波陷波处理，以获得各馈线的零序暂态电流采样值/。;("。
③由文献[1]知，故障馈线的零序暂态电流是所有非故障馈线的零序暂态电流的 总和，因此，故障馈线的零序暂态电流总是大于非故障馈线的零序暂态电流，为 此，可寻找5 6条零序暂态电流幅值最大的馈线作为"疑是"故障馈线。
在"疑是"故障馈线中选择一条零序暂态电流幅值最大的馈线的采样值作为基 准馈线的采样量厶(W，显然，基准馈线是故障馈线的可能性最大。
⑤ 基准馈线的采样量厶(W分别与其余"疑是"故障馈线采样值点对点相乘,并求 一段时间(一般为1/4周波至一个周波，即5 20ms)的代数平均值作为故障判断 量R-丄f ,.。,("W"，式中N为一段时间的采样点数。
⑥ 依据该故障判断量^的正负确定故障馈线，若故障判断量^有唯一的一个R 值为负，则相应馈线为故障馈线；若故障判断量^全部为负，则基准馈线为故障 馈线；若故障判断量^.全部为正，则是母线故障。
本发明的实施需要有用于零序电压测量的零序电压互感器(PT)和各馈线零 序电流测量的零序电流互感器。依据参考文献[l]:①电弧接地时，每起弧一次 均有暂态分量出现。暂态分量的频率和衰减速度特性与电网结构、变压器参数、 故障点电阻等多种因素有关，但与中性点接地方式无关。这些特性在一个确定的 电网结构、电网参数和确定的故障点是相同的，在不同电网是一不确定值， 但故障线路与非故障线路的特性是相同的。电网对地电容、相间电容、变压器和 线路电感愈大频率愈低；故障点电阻愈大衰减速度愈快。②非故障线路零序暂态 测量电流的大小与本线路对地电容的大小呈正比，而故障线路零序暂态测量电流 等于所有非故障线路零序暂态测量电流之和，且方向相反。结合图l对本发明的
具体实施过程作以下说明
1、 实时同步采样零序电压和各馈线的零序电流，分别得"。("和、(A:)。
由于本发明是依据零序暂态电流的大小和方向来判定故障馈线的，暂 态电流的频率高，要求采样频率也高，实施本发明的采样频率不能低 于6400Hz。
2、 计算零序电压瞬时幅值，并依据它判断电网是否发生单相接地故障。
3、 判定有单相接地故障后，将各馈线的零序电流采样值/。/A:)进行5 0
Hz基波陷波处理，得各馈线的零序暂态电流采样值^Ot)。
4、 寻找5~6条零序暂态电流幅值最大的馈线作为"疑是"故障馈线。
5、 在"疑是"故障馈线中选择一条零序暂态电流幅值最大的馈线的采样 值作为基准馈线的采样量厶A人
6、 基准馈线的采样量厶fW分别与其余"疑是"故障馈线采样值点对点 相乘,并求一段时间(一般为1/4周波至一个周波，即5 20ms)的代
数平均值作为故障判断量^ 。
7、 依据该故障判断量^的正负确定故障馈线，若故障判断量^有唯一 的一个R值为负，则相应馈线为故障馈线；若故障判断量R全部为 负，则基准馈线为故障馈线；若故障判断量^.全部为正，则是母线 故障。
8、 显示故障馈线。
本发明已用Intel296微机芯片构成选线装置，也可以用其他微机芯片 构成，其基本结构如下图。
权利要求
1.一种针对电弧接地故障的选线方法，其特征是该方法采用如下步骤a. 采样零序电压，计算并判断零序电压是否超过整定的门槛值，若超过则说明电网有单相接地故障，进而，进行以下5步选线判断，b. 同步采样各馈线的零序电流，而后对采样信号进行50Hz基波陷波处理得各馈线的零序暂态电流采样值，c. 寻找5～6条零序暂态电流幅值最大的馈线作为“疑是”故障馈线，d. 在“疑是”故障馈线中选择一条零序暂态电流幅值最大的馈线的采样值作为基准馈线的采样量ib(k)，e. 基准馈线的采样量ib(k)分别与其余“疑是”故障馈线采样值点对点相乘，并求1/4周波至一个周波，即5~20ms的时间的代数平均值作为故障判断量Wj，f. 依据该故障判断量Wj的正负确定故障馈线，若故障判断量Wj有唯一的一个Wj值为负，则对应馈线为故障馈线；若故障判断量Wj全部为负，则基准馈线为故障馈线；若故障判断量Wj全部为正，则是母线故障。
全文摘要
一种针对电弧接地故障的选线方法用零序电压的幅值作为选线判断的启动信号。零序电压的幅值超过门槛值后，首先采样各馈线的零序电流，而后对采样信号进行了50Hz基波陷波处理得零序暂态电流，进而选出5～6条零序暂态电流幅值最大的馈线作为“疑是”故障馈线，再在“疑是”故障馈线中选择一条零序暂态电流幅值最大的馈线作为基准馈线的量i<sub>b</sub>(k)，并分别与其余“疑是”故障馈线的零序暂态电流点对点相乘，求一段时间的代数平均值作为故障判断量W<sub>j</sub>。若故障判断量W<sub>j</sub>有唯一的一个W<sub>j</sub>值为负，则对应的馈线为故障馈线；若故障判断量W<sub>j</sub>全部为负，则基准馈线为故障馈线；若故障判断量W<sub>j</sub>全部为正，则是母线故障。
文档编号H02H7/26GK101369727SQ20081015579
公开日2009年2月18日 申请日期2008年10月15日 优先权日2008年10月15日
发明者轶 唐, 奎 陈, 庆 陈 申请人:中国矿业大学