[發明專利]基于正序電流突變比較的配電網斷線識別方法

在審

• 申請號: 201710231998.X
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107015113A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 馬建偉;徐銘銘;馮光;王鵬;牛榮澤;王文博;徐恒博;李宗峰;張建賓;孫芊;王倩;賀翔;王磊;周寧
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司41132
• 代理人: 季發軍

技術領域

本發明涉及一種配電網繼電保護方法，具體為配電網發生斷線后基于正序電流突變比較的識別方法。

背景技術

配電網是直接面向用戶的供電網絡,是電力系統的重要組成部分,配網的發展速度與經濟發展水平及人們的生活息息相關、密不可分。目前我國大部分城市采用的是10kV電壓等級向用戶供電。配電網中發生單相斷線和接地故障的概率最高，斷線故障會因線路落地而形成接地故障。目前我國配電網主要為小電流接地方式，當配電網發生單相接地故障時，為了提高供電可靠性，要求電網持續運行1-2h。在這期間當人員經過事故點時，容易造成人身傷亡事故，嚴重威脅人民群眾的生命安全和電網運行安全。

一直以來研究的熱點和難點都是小電流接地系統單相接地故障后的選線和區段定位問題，配電網的斷線和斷線接地問題沒有得到應有的重視。但是配電網斷線和斷線接地故障由于雷擊等時常發生，在這種故障下，由于供電部門沒法及時發現故障，所以故障長期存在，成為人身安全的重大隱患。這幾年時常報道由于中壓配電網斷線和斷線接地故障沒有及時處理而導致的群眾觸電傷亡事故，該類事故的發生造成了嚴重的社會危害以及經濟損失，同時給供電部門造成巨大的輿論壓力。因此有必要在變電站配置斷線識別裝置，以使斷線故障快速發現后得到處理，避免該類事故再次發生。本發明就是試圖用變電站的信息提供一種斷線識別的方法。

發明內容

本發明指出配電網的斷線存在4形式，分別為斷線不接地、斷線電源側接地、斷線負荷側接地以及斷線兩側都接地。對于斷線電源側接地故障以及斷線兩側都接地故障由傳統的小電流接地選線裝置解決，本發明專利解決的故障包括斷線不接地以及斷線負荷側接地故障。當發生斷線不接地故障以及斷線負荷側接地故障后的故障特征為母線三相電壓中有一相升高，另外兩相降低，故障線路的電壓升高相電流變為0，正序電流變化大，健全線路三相電流基本保持不變。

為實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

步驟一：在變電站采集母線的三相電壓以及每條出線的三相電流。

步驟二：通過FFT算法提取母線三相電壓的工頻幅值。

步驟三：通過式（1）計算母線三相電壓幅值的突變量。

（1）

其中表示相電壓幅值的突變量，為故障后相電壓的幅值，表示故障前相電壓的幅值。

相電壓幅值的突變量大于0，表示相電壓升高，相電壓幅值的突變量小于0，表示降低。如果判斷出母線三相電壓有一相升高，另外兩相降低，則進行步驟四，如果不是這種情況，則返回到步驟一重新計算。

步驟四：通過FFT算法提出各出線三相電流的幅值，如果任意某條出線中電壓升高相的電流為0，則進行步驟五，如果所有出線的電壓升高相電流都不為0，則重新從步驟一開始計算。

步驟五：根據式（2）計算每條出線的正負零序分量。

（2）

其中，，、、分別表示電流的正負零序分量，、、分別表示三相電流。

步驟六：通過式（3）計算正序電流的突變量。

（3）

其中表示正序電流，為故障時刻，T為工頻周期，m為整數；上述公式表示故障后m個周波的正序電流減去故障前m個周波的正序電流即可以得到正序電流突變量。

步驟七：比較所有出線正序電流突變量的大小，其中突變量最大的就是故障線路。

本發明的有益效果是：本發明基于正序電流突變比較的斷線識別方法不受配電網中性點接地方式和斷線位置的影響，可以可靠識別斷線不接地故障以及斷線加負荷側接地故障。

附圖說明

圖1為10kV配電網仿真模型；

圖2 為斷線不接地時4條出線正序電流突變量幅值；

圖3為斷線加負荷側接地時4條出線正序電流突變量幅值。

具體實施方式

圖1為基于PSCAD建立的10kV配電網仿真模型示意圖；該模型中，35kV變電站有兩回進線，通過兩臺主變壓器配出的10kV系統為單母線形式；母線帶有4條主饋線，出線上各區段的編號如圖中所示。其中，區段1、3、5、10為電纜，區段2、9、11、12、13為架空絕緣線，區段4、6、7、8、14為架空裸導線。消弧線圈裝在所用變中性點上。開關K打開時，系統為中性點不接地系統；開關K閉合則為消弧線圈接地系統，過補償度取為10%。