[發(fā)明專利]一種基于零序電流多階差分變換方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法

有效

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• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103474981A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 束洪春;高利;朱夢夢;黃文珍;段瑞敏
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于零序電流多階差分變換方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

配電網(wǎng)直接面對用戶并為其提供用電服務(wù)，因此覆蓋面最廣。配電網(wǎng)的故障類型形式多樣，但據(jù)統(tǒng)計單相接地故障約占配網(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)，我國大部分的配電網(wǎng)采用了該運(yùn)行方式。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(jìn)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(yùn)行，因此必須準(zhǔn)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(jìn)行切斷。近年來，一些單相接地保護(hù)裝置在實際中得到了應(yīng)用，對電網(wǎng)的安全運(yùn)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?，F(xiàn)行的單相接地保護(hù)裝置的保護(hù)方法一般有：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(yùn)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(dǎo)致保護(hù)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(bǔ)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)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有單相接地保護(hù)方法依賴于其他饋線的相關(guān)信息進(jìn)行判斷導(dǎo)致可靠性不高的問題，提供了一種基于零序電流多階差分變換方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于零序電流多階差分變換方向的配網(wǎng)單相接地保護(hù)方法，對于諧振接地系統(tǒng)，當(dāng)其中一條饋線發(fā)生單相接地故障后，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，并分別對其進(jìn)行多階差分變換；然后將母線零序電壓多階差分變換結(jié)果分別與各饋線的零序電流多階差分變換結(jié)果相乘，在時間軸上得到一系列波頭；最后將波頭系列中的第一個波頭的幅值作為保護(hù)啟動的依據(jù)，當(dāng)首波頭幅值小于零時判定該饋線發(fā)生正向故障時，保護(hù)元件動作，當(dāng)首波頭幅值大于零時判定該饋線發(fā)生反向故障，保護(hù)元件不動作。

所述單相接地保護(hù)方法具體步驟如下：

A、當(dāng)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并分別對其進(jìn)行多階差分變換；

?B、將母線零序電壓多階差分變換結(jié)果Su(n)分別與各饋線的零序電流多階差分變換結(jié)果Si_j(n)相乘，乘積表示為：

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式中：n=1,2,3,…N，N為原始信號采樣點個數(shù)，j=1,2,3,…J，J為饋線的條數(shù)；

C、選取SP_j(n)在時間軸上一系列波頭中的第一個波頭的幅值SP_j與零值進(jìn)行比較：

當(dāng)SP_j〈0時，確定為第j條饋線條發(fā)生正方向故障，保護(hù)元件動作，切斷該饋線；

當(dāng)SP_j〉0時，確定為第j條饋線發(fā)生反方向故障，保護(hù)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)截取的短時窗的長度為0.1ms。

所述多階差分為4階。

本發(fā)明的工作原理是：