[發明專利]中性點非有效接地系統單相接地故障識別方法

有效

• 申請號: 201210431041.7
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN102955098A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 莊琳;肖先勇;張文海;李長松;馬超
• 申請（專利權）人: 四川省電力公司資陽公司;四川大學;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R31/08
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本發明涉及電力系統配電網單相接地故障判別方法，特別是通過電力系統配電網中故障前后電壓變化量建立的“低閾值，多判據”單相接地故障識別檢測方法。

背景技術

我國配電網主要采用中性點非有效接地方式，包括中性點不接地和諧振接地，實際運行發現，該類系統中單相接地故障約占總故障的80%。發生單相接地故障后，故障相電壓降低，非故障相電壓升高，系統線電壓不變，供電不受影響，系統允許繼續運行2小時，但是長時間運行可能導致事故擴大或引發新的故障。因此針對單相接地故障選線定位成了研究重點，而單相接地故障的檢測識別是準確投入消弧線圈、啟動故障選線定位裝置的基礎。

在檢測出系統發生單相接地故障發生后，需及時投入消弧線圈，并且啟動單相接地故障選線定位裝置，識別故障出線、判斷故障位置。傳統方法在識別單相接地故障時，以母線零序電壓超過設定閾值作為條件判定，零序電壓閾值范圍為相電壓的20%~35%，由于系統在不對稱運行時亦會存在一定的零序電壓，為區分該種情況，通常適當調高零序電壓閾值。

然而實際系統發生單相接地故障時，常伴隨故障電阻接地，此時母線零序電壓將隨著故障電阻的增大而迅速減小，并且當故障電阻達到一定水平時（與系統線路參數、消弧線圈參數有關），母線零序電壓將可能低于設定閾值，傳統基于母線零序電壓閾值的識別方法將無法識別，消弧線圈不能及時投入，選線定位裝置也將無法啟動。

發明內容

本發明的目的是提供一種靈敏、可靠的單相接地故障識別方法，克服傳統方法在發生單相高阻接地故障時無法識別的缺點。

本發明的目的是這樣實現的：一種中性點非有效接地系統單相接地故障識別方法，其特征是：通過實時采集母線零序電壓和三相電壓，當母線零序電壓瞬時值或瞬時值變化量越限時進行識別：根據信號突變點即故障時刻，并分別計算零序電壓和三相電壓在故障時刻前、后一個周期的有效值及二者對應的變化量，當同時滿足以下三個判別條件時，判定有單相接地故障發生；

上述判別條件為：零序電壓有效值變化量大于0.05U_ph且小于或等于額定相電壓U_ph；至少存在一相電壓有效值變化量大于0.03U_ph且小于或等于0.8229U_ph；至少存在一相電壓有效值變化量小于-0.03U_ph且大于或等于-Uph，但各參數值的設定不局限于此，需根據實際系統需要進行確定。

所述的中性點非有效接地系統單相接地故障識別方法，其特征是，還具有以下識別方法：檢測信號突變點10秒后零序電壓有效值，若10秒后零序電壓有效值與故障時刻前零序電壓有效值相比，前者大于后者0.05U_ph且小于U_ph，則判定有非瞬時性單相接地故障發生。

所述的中性點非有效接地系統單相接地故障識別方法，其特征是，當判定有單相接地故障發生時，投入消弧線圈，當判定有非瞬時性單相接地故障發生時，起動單相接地故障選線定位裝置，從而識別故障出線、判別故障位置。

本發明通過對中性點非有效接地系統發生單相接地故障時的電壓特征進行詳細的理論分析和仿真分析，并基于電壓變化量的“低閾值，多判據”等方式進行單相接地故障識別。

本發明主要解決配電網發生單相高阻接地故障的識別問題。利用零序電壓瞬時值和瞬時突變值作為識別方案啟動判據，當其中任意值越限時啟動識別流程，根據信號突變點確定突變時刻，并計算確定信號突變點前后一個周波的零序電壓和三相電壓有效值并計算出其變化量；當且僅當零序電壓變化量和各相電壓變化量同時滿足各判據條件時判定單相接地故障發生。該方法特殊之處在于：利用電壓變化量進行識別，可以反映系統狀態的突變，“低閾值”方案在設定電壓變化量閾值時適當降低閾值，可使在高阻抗故障時能靈敏啟動，“多判據”方案同時考慮了零序電壓和三相電壓的變化規律，保證了方法的可靠性，并且方法簡單易于實現。

本發明的有益效果為：

1、利用電壓變化量作為特征進行分析，可有效反映系統故障時狀態的突變；

2、利用“低閾值”的方案可保證在發生高阻接地故障時系統電壓變化特征很小時仍能識別；

3、利用“多判據”的方案同時考慮了發生單相接地故障各電壓變化特征，保證了識別方法的可靠性。

附圖說明

圖1是單相接地故障模型圖（即故障電路圖）。

圖2是中性點不接地系統零序電壓和三相電壓隨故障電阻變化圖。