一种小电阻接地系统高阻接地保护方法与流程

本发明属于配电网继电保护，具体涉及一种小电阻接地系统高阻接地保护方法。

背景技术：

1、小电阻接地系统由于具有有效限制弧光接地过电压、可及时切除故障线路以及降低设备绝缘水平等优点，在我国大中型城市配网得到了越来越广泛的应用。在配电网故障中，单相接地故障约80％以上，是其主要的故障类型之一。但由于配网馈线所处的环境复杂，容易发生单相经高阻接地故障。虽然高阻接地故障的故障电流小，但是掉地的高压线路以及故障电弧所产生的高温，可能会对附近的人们以及周边的环境造成很大的危害，甚至造成人身安全事故；同时，若任由故障电流一直存在，则会进一步损害绝缘，造成更为严重的故障，扩大故障范围。因此，具有高阻故障识别能力的接地故障保护对于确保小电阻接地系统的安全稳定运行具有重要意义。

2、目前，小电阻接地系统的接地故障保护方案主要为阶段式零序电流保护。然而在高阻情况下，由于故障电流很小，现有的零序电流保护灵敏性较差，以零序ⅱ段为例，其能耐受的过渡电阻值约为100ω，显然无法满足高阻接地故障检测的要求。而部分变电站也有采用零序方向保护方案，但互感器的极性校验困难，效果也不理想。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，该方法简单易行，可以提高小电阻接地系统高阻接地故障检测的灵敏度。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，包括：

3、(1)对于线路的零序电压和零序电流进行采集和计算；

4、(2)将一个工频周波内零序电压左移四分之一的工频周波，然后将左移后的零序电压和零序电流采样值进行归一化处理；当线路的零序电压大于零序电压启动定值时，计算处理后的零序电压与零序电流的波形比较系数kr；

5、(3)比较波形比较系数kr与比较系数定值kset的大小，当kr＞kset时，判断为接地故障线路。

6、进一步地，步骤(1)中，单相接地的零序电压为：

7、

8、正常线路的零序电流为：

9、

10、故障出线的零序电流为：

11、

12、其中，为故障前故障相电压，rf为短路接地电阻，rg为接地电阻，c0∑为所有线路一相对地零序电容的总和。

13、进一步地，步骤(1)中，采用保护装置对零序电流和零序电压进行采集，每个工频周期的采样点数为n。

14、进一步地，步骤(2)中，零序电压归一化处理的公式为：

15、

16、零序电流归一化处理的公式为：

17、

18、计算一个工频周波内所有零序电压与零序电流采样值之差的绝对值的和除以一个工频周波内所有零序电压采样值绝对值与零序电流采样值绝对值之和的和，即为波形比较系数kr，其计算公式如下：

19、

20、其中，k是当前采样点，i为时间移动值，u0为零序电压采样值，i0为零序电流采样值，是归一化后的零序电压采样值，是归一化后的零序电流采样值。

21、进一步地，步骤(2)中，零序电压启动定值uset的取值范围为3～5v。

22、进一步地，步骤(3)中，当kr>kset时，判断为接地故障线路，并经设定的延时定值tset后动作于跳闸或报警。

23、进一步地，比较系数定值kset的取值范围为0.3～0.4。

24、进一步地，延时定值tset的取值范围为0.3～1s。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过分析故障线路和非故障线路的零序电流和零序电压的波形关系，来实现对小电阻接地系统高阻接地故障的检测，不仅简单易行，而且显著提高了小电阻接地系统高阻接地故障检测的灵敏度。因此，本发明具有很强的实用性和广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，步骤(1)中，单相接地的零序电压为：

3.根据权利要求1所述的一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，步骤(1)中，采用保护装置对零序电流和零序电压进行采集，每个工频周期的采样点数为n。

4.根据权利要求1所述的一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，步骤(2)中，零序电压归一化处理的公式为：

5.根据权利要求1所述的一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，步骤(2)中，零序电压启动定值uset的取值范围为3～5v。

6.根据权利要求1所述的一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，步骤(3)中，当kr>kset时，判断为接地故障线路，并经设定的延时定值tset后动作于跳闸或报警。

7.根据权利要求6所述的一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，比较系数定值kset的取值范围为0.3～0.4。

8.根据权利要求6所述的一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，延时定值tset的取值范围为0.3～1s。

技术总结
本发明涉及一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，包括：（1）对于线路的零序电压和零序电流进行采集和计算；（2）将一个工频周波内零序电压左移四分之一的工频周波，然后将左移后的零序电压和零序电流采样值进行归一化处理；当线路的零序电压大于零序电压启动定值时，计算处理后的零序电压与零序电流的波形比较系数Kr；（3）比较波形比较系数K<subgt;r</subgt;与比较系数定值K<subgt;set</subgt;的大小，当K<subgt;r</subgt;＞K<subgt;set</subgt;时，判断为接地故障线路。该方法简单易行，可以提高小电阻接地系统高阻接地故障检测的灵敏度。

技术研发人员：连庆文,罗翔,林栋,吴涵,张振宇,高源,王健,陈秉熙,郑凌娟,王珏莹,蔡智萍,林孝思
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21