[發明專利]一種基于暫態功率方向的配電網單相接地保護方法

有效

• 申請號: 201310391733.8
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103474980A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 束洪春;高利;段瑞敏;朱夢夢;黃文珍
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于暫態功率方向的配電網單相接地保護方法，屬于電力系統繼電保護技術領域。

背景技術

我國城鄉配電網均屬于小電流接地系統，即中性點不接地或中性點經消弧線圈接地系統。小電流接地系統發生故障會影響非故障相對地電壓致其升高，電壓升高會對電網設備的絕緣產生破壞；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絕緣進而發展成相間或多點接地短路，引起系統過電壓，從而損壞設備，破壞系統安全運行，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，對電網的安全運行起到了積極的作用。但部分裝置的實際表現并不令人滿意，誤動、拒動的現象時有發生。現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，方向的判斷較為困難，在諧振接地系統補償過程發生后失效。諧波分量法本質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、拒動的現象還是經常出現。

發明內容

本發明提供了一種基于暫態功率方向的配電網單相接地保護方法，以用于解決現有單相接地保護原理因零序電流小、電流流動方向難以判別，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。

本發明的技術方案是：一種基于暫態功率方向的配電網單相接地保護方法，對于中性點經消弧線圈接地的配電網，當其中的一條饋線發生單相接地故障時，首先在故障后短時窗內計算母線零序電壓和各饋線零序電流的乘積積分，得到各條饋線的暫態零序功率值；然后將各條饋線的暫態零序功率值與零值進行比較，當某條饋線的暫態零序功率值小于零時，判定該線路發生正向故障，保護元件動作；當某條饋線的暫態零序功率值大于零時，判定該線路發生反向故障，保護元件不動作。

所述單相接地保護方法具體步驟如下：

A、當其中的一條饋線發生單相接地故障時，首先在故障后短時窗內計算母線零序電壓和各饋線零序電流的乘積積分S(j)，得到各條饋線的暫態零序功率值：

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式中：t₀為故障發生時刻，為故障后截取母線零序電壓和饋線零序電流的時窗長度，u₀(t)母線零序電壓，i_?0j(t)為各饋線的零序電流，N為饋線的條數；

B、將各條饋線的暫態零序功率值與零值進行比較，并確定故障方向：

當S(j)〈0時，確定為正方向故障；當S(j)〉0時，確定為反方向故障；

C、根據故障方向確定保護元件的動作判據為：

當確定為正方向故障時，保護元件動作；當確定為反方向故障時，保護元件不動作。