[發明專利]高精度小電流智能接地選線方法及裝置

無效

• 申請號: 201110022164.0
• 申請日: 2011-01-20
• 公開（公告）號: CN102110978A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 單立輝
• 申請（專利權）人: 單立輝
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及配電網小電流接地選線技術領域，也涉及電能計量芯片技術與接地選線技術相交融的邊緣技術領域。

背景技術：

小電流接地系統的選線問題一直是國內外電力系統的一個古老而不成熟的技術難題。單相接地后準確檢出故障線路并迅速排除故障，對日益龐大的電力系統安全運行、提高供電可靠性和節能起著非常重要的作用。

我國3KV-66KV配電網及部分400V-3KV配電網一般采用小電流接地方式既中性點非有效接地系統(NUGS)，包括中性點不接地系統(NUS)、中性點經電阻接地系統(NRS)和中性點經消弧線圈接地系統(NES，又稱為諧振接地系統)。小電流接地系統的優點是單相接地電流較小，單相接地時不形成短路回路，多數情況下能夠自動熄弧并恢復絕緣。我國電力系統規程規定小電流系統發生接地故障后可繼續運行1～2小時。但是發生永久性接地故障時，非故障相電壓升高，長時間的接地運行，極易形成相間接地短路，弧光接地還會引起全系統過電壓，危害電網絕緣。

國外對小電流接地保護的研究重點和處理方式各不相同。美國電網中性點主要采用電阻接地方式，利用零序過電流保護瞬間切除故障線路，但故障跳閘僅用于中性點經低阻接地系統，對高阻接地系統，接地時僅有報警功能。法國過去以電阻接地方式居多，利用零序過電流原理實現接地故障保護，隨著城市電纜線路的不斷投入，電容電流迅速增大，已開始采用自動調諧的消弧線圈以補償電容電流，并為解決此種系統的接地選線問題，提出了利用Prony方法和小波變換以提取故障暫態信號中的信息(如頻率、幅值、相位)以區分故障與非故障線路的保護方案。挪威一公司采用測量零序電壓與零序電流空間電場和磁場相位的方法，研制了一種懸掛式接地故障指示器，分段懸掛在線路和分叉點上。加拿大一公司研制的微機式接地故障繼電器也采用了零序過電流的保護原理，其軟件算法部分采用了沃爾什函數，以提高計算接地故障電流有效值的速度。國外還有將人工神經網絡及專家系統方法應用于保護的文獻。

我國從50年代就開始了對接地選線保護理論和裝置的研究，并相繼推出了幾代產品。目前國內的選線裝置主要基于零序電流原理、零序功率方向原理、首半波原理、諧波電流方向原理和“信號注入法”等。在選線方案上，除常規的絕對定值保護方案外，還有群體比幅比相方案，最大Isinφ或Δ(Isinφ)方案等。上世紀80年代，微機的出現給小電流接地選線研制提供了硬件條件，90年代初掀起了“小電流接地選線技術”的應用高潮，市場上生產各類型選線裝置的廠家很多，接地選線保護裝置曾在現場得到了廣泛應用，為保證電網的安全運行起到了積極的作用。但是90年代后期又陷入了低潮，約有80％～90％的廠家選線裝置因選線效果不佳退出了生產。

國內外對NUGS單相接地故障的相關理論研究已經比較深入，選線技術在理論方法上已經比較豐富，提出很多基于不同故障特征量的選線判據。但由于種種因素，國內國外整體行業的小電流接地選線產品在實際應用中仍然表現無法令人滿意，準確率低、誤動、拒動現象經常發生。小電流接地系統單相接地故障選線問題仍是困擾配電網運行的難題，制約著配電網自動化的快速發展。

針對小電流接地選線技術行業面臨的問題，國內外技術界普遍認為：選線技術在理論研究和原理上已經比較豐富成熟；小電流接地選線應用的最大問題是微弱信號的檢測處理以及可靠性問題，主要是裝置及測量系統相關硬件對電氣量的采集不夠靈敏，影響了小接地電流選線裝置的作用；各種單一原理算法或簡單機械組合具有局限性，不能在復雜接地情況下準確判斷出故障線路。