[發明專利]一種配電線路不對稱故障繼電保護方法

有效

• 申請號: 201210138050.7
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102646967A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 董新洲;施慎行
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

技術領域

本發明涉及電力系統領域，具體而言，涉及一種配電線路繼電保護方法。

背景技術

配電線路（也稱饋電線路、饋線）是配電系統的重要組成部分。配電線路發生故障后，自動地檢測并切除故障區段，是保證用戶供電可靠性的前提。

目前，配電線路故障隔離主要有兩大類。一類是電流保護，又包括電流速斷保護和定時限過電流保護。當配電線路上發生故障后，基于電流的增大，電流速斷保護瞬時隔離故障，定時限過電流保護經過整定的時間延遲后隔離故障。電流速斷保護可以快速隔離故障，但不可避免地引起非故障區段的負荷失電，是一種沒有選擇性的故障隔離方法。定時限電流保護可以有選擇地隔離故障，但對靠近電源側的故障，故障電流大，對系統的影響大，故障隔離時間反而更長，是一種不滿足快速性要求的故障隔離方法。另一類是配電線路自動化技術，包括利用重合器和分段器的故障隔離方法，和基于饋線終端單元和通信網絡的故障隔離方法。利用分段器和重合器等智能開關設備的故障隔離方法，故障區段的查找和隔離依靠分段器、重合器的反復配合動作來實現，故障切除時間長，斷路器負擔重。基于饋線終端單元和通信網絡的故障隔離方法，故障區段的確定依靠通信網絡和饋線終端單元的信息的交互，故障隔離可靠性差。

綜上所述，現有的配電線路故障隔離方法不能滿足用戶對安全可靠供電的要求。因此，研究具有選擇性、能夠快速切除配電線路故障的不依賴通信網絡的繼電保護方法就顯得尤為迫切和重要。

發明內容

本發明提供了一種基于單端電氣量的配電線路不對稱故障的繼電保護方法，所要解決的技術問題在于：故障切除選擇性和快速性的矛盾。

在單電源輻射狀運行的配電線路上發生不對稱故障時，對于故障的配電線路區段，一側為有電源端，另一側為無電源側（負荷側）。有電源側，故障相電流增大；無電源側，故障相電流減小，電壓降低。如果有電源側開關斷開，無電源側非故障相電壓消失。如果無電源側開關斷開，有電源側非故障相電流因失去無電源側負荷而變化。

有鑒于此，本發明公開了一種基于單端電氣量的配電線路不對稱故障繼電保護方法。所述繼電保護方法采集被保護配電線路的電壓電流電氣量，基于實時檢測到的三相電壓和三相電流，判斷配電線路上是否發生了故障。判定配電線路上發生故障后，基于監測到三相電壓和三相電流識別故障類型，判斷是不是不對稱故障。判斷發生了不對稱故障后，基于監測到電壓和電流判斷故障方向，確認故障發生在保護安裝處的上游還是下游。如果故障發生在保護安裝處的下游，投入定時限過電流保護和電流突變保護。定時限過電流保護，根據整定的時間和檢測電流大于整定值動作。電流突變保護，根據以對端定時限低電壓保護整定的時間為基礎的整定時間范圍內電流突變動作。如果故障發生在保護安裝處的上游，投入定時限低電壓保護和電壓突變保護。定時限低電壓保護，根據整定的時間和電壓低于電壓整定值動作。電壓突變保護，根據以對端定時限過電流保護整定的時間為基礎的整定時間范圍內電壓突變動作。

本方法僅使用了單端故障信息，實現了配電線路不對稱故障快速有選擇隔離，解決了現有方法故障隔離時間長，無選擇性，非故障區域不得不失電的問題。

附圖說明

圖1示出了所述保護流程圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行進一步的詳細描述。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發明并不限于下面公開的具體實施例的限制。

圖1示出了所述保護流程圖。

步驟1，故障檢測，實時檢測配電線路上的電壓和電流，如果任一相電流大于整定值，或者任一相電壓低于整定值，判斷配電線路上發生了故障。所述電流整定值可取為線路上的最大負荷電流；所述電壓整定值可取為70%的配電線路額定電壓。

步驟2，不對稱故障識別，基于檢測到三相電壓和三相電流識別故障類型，如果三相電壓或者三相電流不對稱，判斷故障為不對稱故障。基于所述三相電壓或者三相電流計算正負零序電壓或者電流。如果負序與零序電壓或者電流的和與正序相應的電壓或者電流的比值大于0.4，則判定故障為不對稱故障。

步驟3，故障方向識別，基于監測到故障相的電流判斷故障方向，識別故障位于保護安裝處的上游還是下游。如果故障相的電流大于整定值，判定故障在保護下游；如果故障相的電流小于整定值，判定故障在保護上游。所述電流整定值可取為最大負荷電流。