一种区分接地变区外故障和区内故障的继电保护方法与流程

本发明属于一种区分接地变区外故障和区内故障的继电保护方法。

背景技术：

1、随着城市的发展，电缆化率越来越高，电缆越来越长，电网的电容电流随之越来越大，永久性故障几率升高，在小电流接地系统中，单相故障容易发展成相间故障，带接地点运行也不利于人身安全，由于电容电流较大，消弧线圈选型也较为困难，因此，现在部分城市配电网接地方式开始改为经低电阻接地方案。

2、由于主变低压侧一般为三角接线，没有物理中性点，因此一般配置接地变，创造一个物理中性点，来实现消弧线圈或者接地电阻的接线。

3、现有的接地变1一般通过断路器2接至变电站主变低压侧母线3，变电站主变低压侧母线3连接主变4，常见的变电站主变低压侧主接线如图1所示，第一间隔t1～第n间隔tn可以是线路、电容器、电抗器等主变低压侧常见间隔。

4、接地变继电保护装置中具有零序电流保护功能，一般有2个零序电流接入，采集接地变高压侧中性点电流和低压侧中性点电流。低压侧零序电流保护用于保护低压侧单相接地故障，高压侧零序电流保护用于保护接地变高压侧接地故障、接地变开关柜至接地变引线接地故障，以及作为线路、母线、主变低压侧引线接地故障的后备保护。

5、现有接地变保护装置中零序电流保护功能，无法区分区内和区外故障，导致接地变零序电流保护i段定值动作时间大于母线各连接元件(包括主变进线、电抗器、电容器、线路)零序电流ii段，延时较长，在区外故障时，接地变保护作为线路、母线、主变低压侧引线接地故障的后备保护。

6、在一般情况下，线路、母线、主变低压侧引线接地故障时，相对应的线路、主变低压侧保护及其断路器可以正常动作，故障持续时间较短；在线路或主变低压侧保护及其断路器出现故障不能正常动作时，接地变零序电流保护i段作为远后备保护动作，延时较长，故障持续时间较长，此种情况较少出现。

7、在接地变间隔出现接地故障时，仍由接地变零序电流保护i段动作，延时较长，导致接地变间隔各设备流过接地故障电流的时间较长，不利于接地变间隔设备安全稳定运行，提升维护维修成本，缩短了设备寿命。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：针对线路、母线、主变低压侧引线接地故障时，接地变间隔设备能够安全运行，提供一种区分接地变区外故障和区内故障的继电保护方法。

2、本发明的技术方案具体为：

3、一种区分接地变区外故障和区内故障的继电保护方法，其特征在于：接地变保护装置中包括三个零序电流回路，一个为新增零序电流回路，另外两个为原有零序电流回路；其中，新增的零序电流回路接入开关柜内电缆处零序互感器电流，且所述的两个原有零序电流回路一个接入接地变高压侧中性点处零序电流，另一个接入接地变低压侧中性点处零序电流；

4、当主变低压侧系统采用小电阻接地时，出现接地故障时，接地变间隔开关柜内的零序ct中有零序电流，且与接地变中性点ct中有零序电流数值相近时，判断为区外故障；当上述系统出现接地故障时，接地变间隔开关柜内的零序ct中无零序电流，且接地变中性点ct中有零序电流时，判断为接地变区内故障。

5、当不考虑电流方向，采用有效值计算时，具体判断为：

6、i01为接地变间隔开关柜内的零序ct测得的零序电流；

7、i02为接地变中性点ct测得的零序电流；

8、iset1为第一个整定值，两个电流之差小于iset时，认为两个电流数值相同；

9、iset2为第二个整定值，i01大于iset2时，认为接地变间隔开关柜内的零序ct测得有零序电流；

10、iset3为第三个整定值，i02大于iset3时，认为接地变中性点ct测得有零序电流；

11、iset4为第四个整定值，两个电流之差大于iset4时，认为两个电流数值不同；

12、若判据条件

13、i01-i02<iset1

14、i01>iset2

15、i02>iset3

16、上述的3个判据条件同时满足时，认为接地变间隔开关柜内的零序ct中有零序电流，且与接地变中性点ct中有零序电流数值相近，可判断为区外故障；

17、若判据条件

18、i01-i02≥iset4

19、i01≤iset2

20、i02>iset3

21、上述的3个判据条件同时满足时，认为接地变间隔开关柜内的零序ct中无零序电流，接地变中性点ct中有零序电流，可判断为区内故障。

22、当考虑电流方向，采用相量计算时，具体判断为：

23、为接地变间隔开关柜内的零序ct测得的零序电流相量；

24、为接地变中性点ct测得的零序电流相量；

25、iset1为第一个整定值，两个电流相量之差小于iset1时，认为两个电流数值相同；

26、iset2为第二个整定值，大于iset2时，认为接地变间隔开关柜内的零序ct测得有零序电流；

27、iset3为第三个整定值，大于iset3时，认为接地变中性点ct测得有零序电流；

28、iset4为第四个整定值，两个电流相量之差大于iset4时，认为两个电流数值不同；

29、若判据条件

30、

31、

32、

33、以上3个判据条件同时满足时，认为接地变间隔开关柜内的零序ct中有零序电流，且与接地变中性点ct中有零序电流相量大小方向近似，可判断为区外故障；

34、若判据条件

35、

36、

37、

38、以上3个判据条件同时满足时，认为接地变间隔开关柜内的零序ct中无零序电流，接地变中性点ct中有零序电流，可判断为区内故障。

39、本发明的有益效果为：本专利申请实现了接地变保护中对接地故障区外和区内的判据，可实现对区内故障(接地变保护为主保护)短延时切除，对区外故障按原有保护配合(接地变保护为后备保护)长延时切除(与故障点的主保护实现时间级差配合)，在区内故障时，减少了接地变间隔各设备流过接地故障电流的时间，有利于设备安全稳定运行，降低维护维修成本，延长设备寿命。

技术特征：

1.一种区分接地变区外故障和区内故障的继电保护方法，其特征在于：接地变保护装置中包括三个零序电流回路，一个为新增零序电流回路，另外两个为原有零序电流回路；其中，新增的零序电流回路接入开关柜内电缆处零序互感器电流，且所述的两个原有零序电流回路一个接入接地变高压侧中性点处零序电流，另一个接入接地变低压侧中性点处零序电流；

2.根据权利要求1所述的一种区分接地变区外故障和区内故障的继电保护方法，其特征在于：当不考虑电流方向，采用有效值计算时，具体判断为：

3.根据权利要求1所述的一种区分接地变区外故障和区内故障的继电保护方法，其特征在于：当考虑电流方向，采用相量计算时，具体判断为：

技术总结
一种区分接地变区外故障和区内故障的继电保护方法，接地变保护装置中包括三个零序电流回路，其中，新增的零序电流回路接入开关柜内电缆处零序互感器电流，且两个原有零序电流回路一个接入接地变高压侧中性点处零序电流，另一个接入接地变低压侧中性点处零序电流；当主变低压侧系统采用小电阻接地时，出现接地故障时，接地变间隔开关柜内的零序CT中有零序电流，且与接地变中性点CT中有零序电流数值相近时，判断为区外故障；当上述系统出现接地故障时，接地变间隔开关柜内的零序CT中无零序电流，且接地变中性点CT中有零序电流时，判断为接地变区内故障。本发明减少了接地变间隔各设备流过接地故障电流的时间。

技术研发人员：吴蕾,王璐,张力康,王事臻,王晨晨,秦子暄,杨博,张子璇,顾晓伟,石国良
受保护的技术使用者：国网河南能源互联网电力设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6