[發(fā)明專利]一種基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護方法

有效

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• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103474974A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 束洪春;高利;黃文珍;朱夢夢;段瑞敏
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;G01R19/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

配電網(wǎng)覆蓋面廣，且直接面對用戶為其提供用電服務。根據(jù)統(tǒng)計單相接地故障約占配電網(wǎng)故障的80%。配電網(wǎng)諧振接地系統(tǒng)即為中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，屬小電流接地系統(tǒng)。小電流接地系統(tǒng)單相接地故障會影響非故障相對地電壓致其升高，電壓升高會對電網(wǎng)設(shè)備的絕緣產(chǎn)生破壞；特別是間歇性電弧接地，會引起弧光過電壓，該電壓通過破壞系統(tǒng)絕緣進而發(fā)展成相間或多點接地短路，引起系統(tǒng)過電壓，從而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運行，因此必須準確、快速找到故障線路并及時使故障線路與系統(tǒng)隔離。

最原始的隔離方法是在選線成功后由人工對故障線路進行切斷。近年來，一些單相接地保護裝置在實際中得到了應用，對電網(wǎng)的安全運行起到了積極的作用。但部分裝置的實際表現(xiàn)并不令人滿意，誤動、拒動的現(xiàn)象時有發(fā)生。現(xiàn)行的單相接地保護裝置基于的原理一般為：零序電流比幅法、零序電流相對相位法和諧波分量法等。零序電流比幅法利用了故障線路零序電流等于非故障線路對地電容電流之和的特點，電纜線路的引入、過渡電阻的影響和運行方式的選擇均有可能造成某條線路的對地電容電流大于其他所有線路對地電容電流之和的情況，這將導致保護裝置發(fā)生誤動。零序電流相對相位法利用了故障線路零序電流與非故障線路零序電流流動方向相反的特點，在線路較短零序電流值較小時，干擾信號的影響更為突出致使方向的判斷較為困難，在諧振接地系統(tǒng)補償過程發(fā)生后失效。諧波分量法本質(zhì)上還是利用了群體比幅比相法，不能從根本上解決上述兩種方法存在的問題和不足，誤動、拒動的現(xiàn)象還是經(jīng)常出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護方法，以用于解決現(xiàn)有單相接地保護原理因零序電流小干擾信號突出，補償過程的影響和非故障線路零序電流大于其他線路零序電流之和而導致保護裝置誤動或拒動的不足，以提高保護裝置的可靠性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于零序電流突變量直線擬合方向的配網(wǎng)單相接地保護方法，對于諧振接地系統(tǒng)，當其中一條饋線發(fā)生單相接地故障時，首先截取故障后短時窗內(nèi)的母線零序電壓和各饋線的零序電流對其進行小波分解，并分別提取工頻所在頻帶的小波系數(shù)；然后利用最小二乘法對提取的小波系數(shù)進行一次直線擬合，并求解各一次直線的斜率值；最后將母線零序電壓對應的一次直線的斜率值分別與各饋線零序電流對應的一次直線的斜率值相乘，乘積小于零時判定該饋線發(fā)生正向故障，保護元件動作，乘積大于零時判定該饋線發(fā)生反向故障，保護元件不動作。

所述單相接地保護方法具體步驟如下：

A、當饋線發(fā)生單相接地故障時，截取故障后短時窗內(nèi)的母線零序電壓和各饋線的零序電流對其進行小波分解，并分別提取工頻所在頻帶的小波系數(shù)；

B、利用最小二乘法分別對母線零序電壓和各饋線零序電流工頻所在頻帶的小波系數(shù)進行一次直線擬合，并求解各一次直線的斜率值；

C、將母線零序電壓對應的一次直線的斜率值a_u0分別與各饋線零序電流對應的一次直線的斜率值a_i0(j)相乘，乘積表示為：

S(j)=?a_u0×a_i0(j)????????????????????????????????????????????????????（1）

式中：j=1,2,3,…N，N為饋線的條數(shù)；

D、將S(j)與零值進行比較，構(gòu)建如下保護元件動作判據(jù)：

當S(j)〈0時，確定為第j條饋線發(fā)生正方向故障，保護元件動作，切斷該饋線；

當S(j)〉0時，確定為第j條饋線發(fā)生反方向故障，保護元件不動作。

故障后母線零序電壓和各饋線的零序電流數(shù)據(jù)截取的短時窗長度為0.1ms。