专利名称：一种基于零序电流极性比较的谐振接地系统选线方法
技术领域：
本发明涉及一种小电流接地故障选线方法，适用于谐振接地系统，属于配电网故障检测领域。
背景技术：
我国6 35kV中压配电网多采用小电流接地方式，为了城市美观方便及特殊地形的需要使电缆铺设范围越来越广，所以系统对地电容电流日益增大，促使谐振接地电网所占的比重越来越大。谐振接地系统发生单相接地故障时，消弧线圈的电感与系统对地电容构成并联谐振回路，使系统零序阻抗接近无限大，消弧线圈提供的电感电流补偿了系统电容电流，使流过接地点的残流很小。由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压仍然保持对称，对负·荷的供电没有影响，因此，在一般情况下都允许继续运行f2h，而不必立即跳闸，这也是谐振接地系统的主要优点。但是在单相接地以后，非故障相电压显著升高，间歇性电弧故障还会引起全系统的过电压，这些都会对系统的绝缘造成严重威胁，长时间运行可能导致故障进一步扩大为两点或多点接地短路，破坏系统的安全运行。因此必须及时找到故障线路予以切除，但是，谐振接地系统发生单相接地时，故障线路上的稳态零序电流较小，这曾给故障选线带来了极大困难。为解决谐振接地系统故障选线这一难题，许多学者进行了大量的研究，提出了多种选线方法，研制出了选线装置并投入现场应用。选线方法按照所用信号的来源分为主动法和被动法两大类。主动式选线方法有注入信号法、中电阻法、残流增量法、小扰动法等;被动式选线方法有谐波法、有功分量法、首半波法、新型暂态法等。其中基于稳态信息的被动式选线方法检测可靠性较低，不能满足现场需求；而注入信号法、小扰动法、中电阻法等主动式选线方法，以及作为被动式选线方式的暂态法，其选线原理和装置已经能够基本满足现场需求。但由于现场零序电压、零序电流信号接线的复杂性和运行管理方式不够完善，使其使用效果还不能充分发挥。实践证明以中电阻法为代表的主动式选线方法和基于暂态信息的被动式选线方法最具发展潜力。对于稳定性接地故障，中电阻法效果较为理想；而暂态选线法则在处理间歇性接地故障、弧光接地故障中成功率更高。综合来看，暂态法在保持高选线成功率的基础上，在系统安全性、经济适用性等方面具有更为明显的优势。暂态电流极性比较选线法是选择3个以上暂态零序电流幅值最大线路来比较它们之间的极性关系，极性与其他线路不同的为故障线路，所有线路极性均相同时为母线接地故障。该方法依赖TA极性，而现场易出现电压互感器(TV)，TA极性反接，或在一些TV，TA极性并不清楚的老站，使得暂态极性比较选线法出现误选，进一步如果误跳将影响系统供电的持续性和可靠性。
发明内容
本发明的目的在于解决现有谐振接地系统中TV，TA极性反接造成暂态电流极性比较选线法出现误选的问题，提供一种基于零序电流暂态分量和工频分量极性的谐振接地系统故障选线方法。本发明选线方法不依赖TV，TA极性，可有效地避免因TV，TA极性反接而造成的误选，适应性更强且选线更可靠。其技术解决方案是一种基于零序电流暂态分量和工频分量极性的谐振接地系统故障选线方法，在线采集零序电压，当零序电压幅值超过定值Utlsrt时，则说明系统发生单相接地故障，进而执行以下步骤进行选线a选取暂态零序电流幅值最大的η条线路，作为故障线路候选线路，η大于等于3 ；b在故障候选线路中任选一条线路作为基准线路； c比较基准线路与其他所有故障候选线路在特征频段内的零序电流暂态分量间的极性关系；d比较基准线路与其他所有故障候选线路零序电流工频分量间的极性关系；e逐次比较基准线路与其他每条故障候选线路在特征频段内的零序电流暂态分量间的极性关系与工频分量间的极性关系的一致性，其中当两线路零序电流暂态分量极性相同、工频分量极性相同，或者零序电流暂态分量极性相反、工频分量极性相反时为两线路暂态、稳态工频电流极性一致，否则为极性不一致；若基准线路与其他所有故障候选线路的暂态分量和工频分量极性关系不一致，则基准线路为故障线路，若基准线路与其中一条候选线路极性关系不一致而与其他候选线路极性关系一致，则与基准线路极性关系不一致的故障候选线路为故障线路，若基准线路与其他所有故障候选线路极性关系均一致，则为母线接地故障。上述步骤c包括步骤Cl采用极性系数对电流极性进行比较，第k、m条故障候选线路特征频段内的零序电流暂态分量Γ ok (t), cJt)的极性采用暂态极性系数P' 进行比较，
权利要求
1.一种基于零序电流暂态分量和工频分量极性的谐振接地系统故障选线方法，其特征在于在线采集零序电压，当零序电压幅值超过定值Uc^时，则说明系统发生单相接地故障，进而执行以下步骤进行选线a选取暂态零序电流幅值最大的η条线路，作为故障线路候选线路，η大于等于3 ；b在故障候选线路中任选一条线路作为基准线路；c比较基准线路与其他所有故障候选线路在特征频段内的零序电流暂态分量间的极性关系;d比较基准线路与其他所有故障候选线路零序电流工频分量间的极性关系；e逐次比较基准线路与其他每条故障候选线路在特征频段内的零序电流暂态分量间的极性关系与工频分量间的极性关系的一致性，其中当两线路零序电流暂态分量极性相同、工频分量极性相同，或者零序电流暂态分量极性相反、工频分量极性相反时为两线路暂态、工频电流极性一致，否则为极性不一致；若基准线路与其他所有故障候选线路零序电流暂态分量和工频分量极性关系不一致，则基准线路为故障线路，若基准线路与其中一条候选线路极性关系不一致而与其他候选线路极性关系一致，则与基准线路极性关系不一致的故障候选线路为故障线路，若基准线路与其他所有故障候选线路极性关系均一致，则为母线接地故障。
2.根据权利要求I所述的一种基于零序电流暂态分量和工频分量极性的谐振接地系统故障选线方法，其特征在于上述步骤c包括步骤Cl采用极性系数对电流极性进行比较，第k、m条故障候选线路特征频段内的零序电流暂态分量P ok(t)，i' cJt)的极性采用暂态极性系数P' 进行比较，式中T为暂态过程持续时间，如果P' km>0表明i' ok (t)i'-⑴同极性，P' k/Ο则反极性;上述步骤d包括步骤dl第k、m条故障候选线路零序电流工频分量i" ok (t), i" cJt)的极性利用工频极性系数P" !^来比较，44仲LWl式中T可选工频周期的O. 5倍，即10ms，如果P" km>0表明i" ok(t)和i" 0ffl(t)同极性，P" km〈o则反极性;上述步骤e包括步骤el上述特征频段内的零序电流暂态分量、工频分量极性一致性用Pkm来表示，其中Pkm=P； km ·Ρ" km，Pkm>0表明第k、m条故障候选线路零序电流暂态分量、工频分量极性一致，反之PkD1〈0表明极性不一致；上述k为I n，m为I n，且k不等于m，第m条故障候选线路作为上述基准线路。
全文摘要
一种基于零序电流暂态分量和工频分量极性的谐振接地系统故障选线方法，当零序电压幅值超过定值后，选取幅值最大的若干条线路作为故障候选线路，在故障候选线路中任选一条线路作为基准线路，依次对基准线路与其余故障候选线路进行零序电流暂态分量、工频分量的极性一致性判断。若基准线路与其他所有故障候选线路极性不一致，则基准线路为故障线路；若基准线路与其中一条故障候选线路极性不一致而与其他故障候选线路极性一致，则与基准线路极性不一致的故障候选线路为故障线路；若基准线路与其他所有故障候选线路极性均一致，则为母线接地故障。该选线方法不受各出线零序电流互感器(TA)极性影响，适用性更强。
文档编号G01R31/02GK102944806SQ201210469559
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者薛永端, 张秋凤 申请人:中国石油大学(华东)