專利名稱：小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)6～35KV配電網(wǎng)一般為小電流接地系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地故障時(shí)規(guī)程規(guī)定可以繼續(xù)運(yùn)行12小時(shí)，但隨著饋電線的增多，電容電流增大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行就容易使單相接地變成多點(diǎn)接地短路，弧光接地還會(huì)引起全系統(tǒng)的過(guò)電壓，損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)的安全運(yùn)行，即使采取了消弧措施也要尋找故障線路進(jìn)行檢修，所以必須及時(shí)找到故障線路。
目前單相接地選線方法大致有兩大類1、利用接地故障電流的選線方法，如零序電流基波分量法、諧波分量法、暫態(tài)分量法、有功分量法及負(fù)序電流分量法等；2、不利用接地故障電流的選線方法，如拉閘試探法、注入信號(hào)法等。這些選線方法構(gòu)成的單相接地故障選線裝置在使用中的準(zhǔn)確性和可靠性還不能令人滿意。
利用接地故障電流的選線方法，選線準(zhǔn)確率低關(guān)鍵問(wèn)題有三個(gè)，一是工頻故障電流相對(duì)高頻振蕩故障電流比較?。欢遣黄胶庳?fù)荷也造成零序電流；三是單相接地時(shí)過(guò)渡電阻的影響?？傊芟到y(tǒng)運(yùn)行環(huán)境條件的影響。
拉閘試驗(yàn)法不斷的拉閘合閘給本就故障不穩(wěn)定的系統(tǒng)更多沖擊，事故沒(méi)有排除掉卻造成事故，并且造成短時(shí)停電；信號(hào)注入法由于每個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、負(fù)荷性質(zhì)不同嚴(yán)重影響其準(zhǔn)確率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，提供一種準(zhǔn)確率高、選線速度快的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線方法。
本發(fā)明方法的特點(diǎn)是測(cè)量母線側(cè)各線路中故障前后的零序電流增量，選線依據(jù)為故障線路的零序電流增量等與非故障線路零序電流增量之和的負(fù)值。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明方法不受高頻振蕩電流的影響，不需要進(jìn)行復(fù)雜的濾波處理，不受消弧線圈和無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠绊?，選線準(zhǔn)確率高、選線速度快。
2、消除負(fù)荷產(chǎn)生的零序電流對(duì)選線的影響，故障前測(cè)量的零序電流就是負(fù)荷產(chǎn)生的工頻零序電流。
3、消除干擾信號(hào)提高選線準(zhǔn)確率達(dá)到100％，選線速度快，在故障后的第一個(gè)燃弧過(guò)程內(nèi)即可選出故障線路。


圖1為本發(fā)明故障線路健全相產(chǎn)生的電容電流示意圖。
圖2為本發(fā)明非故障線路健全相產(chǎn)生的電容電流示意圖。
圖3為本發(fā)明故障線路故障相產(chǎn)生的電容電流示意圖。
圖4為本發(fā)明非故障線路故障相產(chǎn)生的電容電流示意圖。
具體實(shí)施例方式測(cè)量母線側(cè)各線路中故障前后的零序電流增量，選線依據(jù)為故障線路的零序電流增量等與非故障線路零序電流增量之和的負(fù)值。
具體實(shí)施中零序電流增量是指故障后流經(jīng)線路CT的零序電流與故障前流經(jīng)線路CT的零序電流的差值。
零序電流增量是指故障前后工頻對(duì)應(yīng)時(shí)刻的零序電流增量值，對(duì)應(yīng)于多時(shí)刻的多點(diǎn)位計(jì)算結(jié)果中，被選中次數(shù)最多的線路為故障線路。
零序電流增量是在濾除高頻振蕩電流之后只計(jì)算工頻故障電容電流，針對(duì)這一情況，故障發(fā)生前后故障線路的增量最大。
此外，對(duì)于安裝有消弧線圈和無(wú)功補(bǔ)償電容的系統(tǒng)，消弧線圈接地變壓器和無(wú)功補(bǔ)償電容作為出線處理；對(duì)于母線距變壓器較遠(yuǎn)或進(jìn)線使用電纜的系統(tǒng)，在進(jìn)線的母線側(cè)測(cè)量進(jìn)線零序電流，把進(jìn)線作為出線。
參見(jiàn)附圖，在出線發(fā)生單相接地故障發(fā)生前，非故障線路在故障前流過(guò)零序CT的電流為Iof，故障線路在故障前流過(guò)零序CT的電流為Iog，均為負(fù)荷引起的零序工頻電流。以下的說(shuō)明中下標(biāo)含有f為流經(jīng)非故障線路CT的電流，下標(biāo)含有g(shù)為流經(jīng)故障線路CT的電流。
在發(fā)生單相接地故障后，流經(jīng)非故障線路零序CT的電流為I1f＝I11f+I12f+I1of(1)其中I1f故障后非故障線路流過(guò)零序CT的電流；I11f健全相產(chǎn)生的產(chǎn)生的工頻分量；I12f故障相及健全相產(chǎn)生的高頻振蕩分量；I1of負(fù)荷造成的零序電流，I1of＝Iof。
流過(guò)故障線路零序CT的電流I1g＝I11g+I12g+I1og (2)
其中I1g故障后流經(jīng)故障線路零序CT的電流；I11g健全相產(chǎn)生的工頻分量；I12g故障相及健全相產(chǎn)生的高頻振蕩分量；I1og負(fù)荷造成的零序電流，I1og＝Iog，首先，分析工頻故障電流。
故障線路健全相產(chǎn)生的工頻故障電流，從健全相流向出線又從故障相流向母線，即健全相和故障相流經(jīng)故障線路CT的工頻電流大小相等方向相反，因此故障線路零序CT測(cè)量到的值為0(如圖1所示)非故障線路健全相產(chǎn)生的工頻故障電流，從每一回出線非故障線路的健全相母線流向出線，又從故障點(diǎn)經(jīng)故障相流向母線，因此故障線路CT測(cè)量到的工頻故障電流與所有非故障線路CT測(cè)量到的工頻故障電流和相等且方向相反(如圖2所示)，故而I11g＝-∑I11f(3)其次，分析健全相產(chǎn)生的高頻振蕩電流。
故障線路健全相產(chǎn)生的高頻振蕩電流，通過(guò)健全相和故障相分別流經(jīng)故障線路CT，大小相等方向相反，因此故障線路零序CT測(cè)量到的值為0(如圖1所示，圖中箭頭全部反向)。
非故障線路健全相產(chǎn)生的高頻振蕩電流，分別通過(guò)非故障線路健全相流過(guò)非故障線路CT和通過(guò)故障線路故障相流過(guò)故障線路CT，流經(jīng)故障線路CT的大小等于流經(jīng)所有非故障線路CT的和，而方向相反(如圖2所示，圖中箭頭全部反向)。
再其次，分析故障相產(chǎn)生的高頻振蕩電流。
故障線路故障相產(chǎn)生的高頻振蕩電流不流經(jīng)故障線路零序CT(如圖3所示)。
非故障線路故障相產(chǎn)生的高頻振蕩電流，分別通過(guò)非故障線路故障相流過(guò)非故障線路CT和通過(guò)故障線路故障相流過(guò)故障線路CT，流經(jīng)故障線路CT的大小等于流經(jīng)所有非故障線路CT的和，且方向相反(如圖4所示)。
I12g＝-∑I12f(4)故障前后流過(guò)CT的增量ΔIΔI1f＝I1f-Iof＝I11f+I12f(5)ΔI1g＝I1g-Iog＝-∑(I1f-Iof) (6)從以上分析可以得出結(jié)論當(dāng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，在母線側(cè)測(cè)量到故障前后的零序電流增量，故障線路的增量等與非故障線路增量的之和的負(fù)值。
增量法等式(6)包含了高頻振蕩電流的運(yùn)算，因此不受高頻振蕩電流存在的影響，也就是說(shuō)高頻振蕩電流的存在對(duì)以等式(6)作為判據(jù)的選線方法沒(méi)有影響，克服了其他選線需要復(fù)雜的濾波處理。
故障后的值減去故障前工頻對(duì)應(yīng)時(shí)刻的值，得到這一刻的增量值，同一時(shí)刻的所有增量值滿足等式(6)，多時(shí)刻點(diǎn)計(jì)算結(jié)果比對(duì)被選中次數(shù)最多的線路為故障線路，消除干擾信號(hào)提高選線準(zhǔn)確率達(dá)到100％，選線速度快，在故障后的第一個(gè)燃弧過(guò)程內(nèi)即可選出故障線路。
在濾除高頻振蕩電流只計(jì)算工頻故障電容電流情況下，即在上面的推導(dǎo)中剔除高頻振蕩分量，同樣等式(6)每一時(shí)刻均成立，且故障發(fā)生前后故障線路的增量最大。
對(duì)于安裝有消弧線圈和無(wú)功補(bǔ)償電容的系統(tǒng)，對(duì)消弧線圈接地變壓器和無(wú)功補(bǔ)償電容作為出線處理，加裝零序電流測(cè)量，等式(6)依然成立。
對(duì)于母線距變壓器較遠(yuǎn)的系統(tǒng)，在進(jìn)線的母線側(cè)測(cè)量進(jìn)線零序電流，其他線路產(chǎn)生的故障電流對(duì)于這個(gè)零序電流的測(cè)量為0，測(cè)量的是進(jìn)線產(chǎn)生的故障電流，可以把進(jìn)線作為出線處理，等式(6)依然成立。
權(quán)利要求
1.小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線方法，其特征是測(cè)量母線側(cè)各線路中故障前后的零序電流增量，選線依據(jù)為故障線路的零序電流增量等與非故障線路零序電流增量之和的負(fù)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線方法，其特征是所述零序電流增量是指故障后流經(jīng)線路CT的零序電流與故障前流經(jīng)線路CT的零序電流的差值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線方法，其特征是所述零序電流增量是指故障前后工頻對(duì)應(yīng)時(shí)刻的零序電流增量值，對(duì)應(yīng)于多時(shí)刻的多點(diǎn)計(jì)算結(jié)果中，被選中次數(shù)最多的線路為故障線路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線方法，其特征是所述零序電流增量是在濾除高頻振蕩電流之后只計(jì)算工頻故障電容電流，故障線路的零序電流增量最大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線方法，其特征是對(duì)于安裝有消弧線圈和無(wú)功補(bǔ)償電容的系統(tǒng)，消弧線圈接地變壓器和無(wú)功補(bǔ)償電容作為出線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線方法，其特征是對(duì)于母線距變壓器較遠(yuǎn)或進(jìn)線使用電纜的系統(tǒng)，在進(jìn)線的母線側(cè)測(cè)量進(jìn)線零序電流，把進(jìn)線作為出線。
全文摘要
小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線方法，其特征是測(cè)量母線側(cè)各線路中故障前后的零序電流增量，選線依據(jù)為故障線路的零序電流增量等與非故障線路零序電流增量之和的負(fù)值。本發(fā)明方法不受高頻振蕩電流的影響，不受消弧線圈和無(wú)功補(bǔ)償電容的影響，解決了目前其他選線方法需要復(fù)雜濾波處理以及準(zhǔn)確率低的問(wèn)題，選線速度快，準(zhǔn)確率高。
文檔編號(hào)G01R31/08GK1696725SQ20051003883
公開(kāi)日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2005年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月9日
發(fā)明者張?jiān)埔?申請(qǐng)人:張?jiān)埔?