一种不接地电力系统单相接地故障识别与隔离方法与流程

本发明涉及电力系统故障处理技术领域，尤其涉及一种不接地电力系统单相接地故障识别与隔离方法。

背景技术：

随着高压直流输电技术的应用越来越广泛，全国范围内运行的高压直流输电换流站越来越多，直流输电工程在电力系统中所占比重也越来越大，其运行可靠性对电力系统的安全稳定性有着至关重要的作用。阀冷系统等辅助设施是影响换流站运行可靠性的一个重要因素，由此，对站用电系统的运行可靠性提出了更高的要求。

一些换流站受地理条件的限制，站内用水需要从较远的水源通过多级水泵房抽至站内水池进行储存，这就需要从站内引出馈线供给泵房。至站外泵房馈线的长度较长，运行条件也十分恶劣，发生故障的概率较大。目前，一些换流站的站用电控制系统中备自投逻辑是直接使用相电压作为判据，而10kv站用电系统往往是不接地系统，当至站外的馈线发生单相接地故障时，配置的线路过流保护不会动作切除故障，这将引起所联的站内10kv母线电压降低，导致备自投动作反复动作，并最终造成10kv母线进线开关、分段开关同时断开的母线失压现象。这对换流站阀冷系统等重要负荷的运行造成了极大威胁，严重时可能引起直流停运，后果严重。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种不接地电力系统单相接地故障识别与隔离方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种不接地电力系统单相接地故障识别与隔离方法，包括如下步骤：

(1)采集10kv线路相电压，并计算其有效值的倍；

(2)取三相线路相电压有效值的倍的最小值和最大值，分别记为u_min、u_max；

(3)取电压定值u_set，该定值可根据实际需要的配合关系设定；

(4)将u_min与u_set进行比较，当u_min＜u_set时，则判断线路有单相接地故障；

(5)将u_max与u_set进行比较，当u_max＜u_set时，则判断低电压检测功能被闭锁；

(6)获取线路间隔开关的“合闸位置”信号、线路间隔刀闸的“合闸位置”信号；

(7)低电压检测功能动作：当(4)中u_min＜u_set、(5)中u_max＜u_set以及(6)中“合闸位置”获取到线路间隔开关的“合闸位置”信号与线路间隔刀闸的“合闸位置”信号三个条件同时满足时，经过时间t的延时，低电压检测功能动作；

(8)低电压检测功能动作后果：断开被检测间隔开关。

通过以上步骤，可以在不接地电力系统线路单相接地故障时由低电压检测功能动作切除故障；步骤(4)中，判断出现接地故障，经过设定延时，低电压检测功能动作跳开开关；步骤(5)中当u_max＜u_set时将低电压检测功能闭锁，可以避免短时异常引起误动。对不接地系统，当正常运行过程中检测到线路某相电压降低且低于设定值，其他两相电压升高且高于设定值时，判断该线路发生单相接地故障，经过设定延时跳开线路开关，隔离故障。

与现有技术对比，本发明的优点在于：本方法原理简单、易于实现；实现不接地电力系统单相接地故障的识别与隔离。

附图说明

图1为本发明实施例低电压检测功能的逻辑图；

图2为本发明实施例在换流站站用电控制系统中增加低电压检测功能的实例逻辑图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例

参阅图1，为一种不接地电力系统单相接地故障识别与隔离方法，在相应控制或保护装置逻辑中设置低电压检测功能(本处“低电压检测功能”是功能名称，具体逻辑中的低电压判据可根据实际整定)，包括如下步骤：

(1)采集10kv线路相电压，并计算其有效值的倍；

(2)取三相线路相电压有效值的倍的最小值和最大值，分别记为u_min、u_max；

(3)取电压定值u_set，该定值可根据实际需要的配合关系设定；

(4)将u_min与u_set进行比较，当u_min＜u_set时，则判断线路有单相接地故障；

(5)将u_max与u_set进行比较，当u_max＜u_set时，则判断低电压检测功能被闭锁；

(6)获取线路间隔开关的“合闸位置”信号、线路间隔刀闸的“合闸位置”信号；

(7)低电压检测功能动作：当(4)中u_min＜u_set、(5)中u_max＜u_set以及(6)中“合闸位置”获取到线路间隔开关的“合闸位置”信号与线路间隔刀闸的“合闸位置”信号三个条件同时满足时，经过时间t的延时，低电压检测功能动作；

(8)低电压检测功能动作后果：断开被检测间隔开关。

通过以上步骤，可以在不接地电力系统线路单相接地故障时由低电压检测功能动作切除故障；步骤(4)中，判断出现接地故障，经过设定延时，低电压检测功能动作跳开开关；步骤(5)中当u_max＜u_set时将低电压检测功能闭锁，可以避免短时异常引起误动。对不接地系统，当正常运行过程中检测到线路某相电压降低且低于设定值，其他两相电压升高且高于设定值时，判断该线路发生单相接地故障，经过设定延时跳开线路开关，隔离故障。

参阅图2，图中bus101_u_rms为实施例中10kv#101m母线相电压有效值的倍，为南方电网某换流站站用电控制系统具体利用低电压检测功能的实例，该换流站用水依靠站外三级泵房从自来水厂抽取，站内的10kv#101m、#102m分别通过1106dl、1206dl开关给至站外泵房的线路提供电源。至站外线路为水泥杆架设的同塔双回金属裸导线，双回线长为18.6km，沿线环境条件恶劣，线路故障概率极高。当线路发生单相接地故障后，配置的线路保护不能动作切除故障，故障将会引起站内10kv备自投反复动作并最终导致馈线所在10kv母线失压。

本实施例提出了消除站外线路故障对站内10kv母线运行不利影响的措施：(1)能够通过站用电控制系统中增加的低电压检测功能切除线路故障；(2)低电压检测功能通过选取合适的时间定值(实施例中为1000ms)能够先于备自投动作(实施例中备自投判断电压失压的时间为1800ms)来消除至站外馈线故障对站用电系统运行可靠性的影响、在线路相间短路故障时配置的线路保护先动作(实施例中线路保护动作时间为0.8s)，同时又不影响备自投功能；(3)通过取三相母线电压有效值倍的最大值与电压定值(实施例中为8.5kv)做比较，当前者小于后者时低电压检测功能被闭锁，此为避免正常倒换站用电的过程中该功能动作将至站外馈线开关(实例中为1106dl开关)断开。

本实施例示出了换流站站用电系统因至站外馈线单相接地故障导致母线失压的解决方法。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。