[發(fā)明專利]一種利用電容器儲能放電識別配電線路短路永久性故障與瞬時性故障的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710802056.2
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107478958A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉健;張志華;張小慶;劉星;芮駿;黃河;孟樂
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院;許繼電氣股份有限公司;安徽一天電氣技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/02;H02H3/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 田洲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于配電網(wǎng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用電容器儲能放電識別配電線路永久故障與瞬時故障的方法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)重合閘對于提升電網(wǎng)供電可靠性具有重要意義，當(dāng)線路故障引起保護(hù)動作開關(guān)跳閘以后，重合閘裝置在預(yù)先設(shè)定的延時時間到達(dá)以后驅(qū)動開關(guān)自動重合，若故障為瞬時性，則重合成功，快速恢復(fù)供電；若故障為永久性故障，則重合失敗，保護(hù)再次動作，開關(guān)再次跳閘。但是上述重合閘策略存在一個較大的問題就是：重合前并不區(qū)分瞬時性和永久性故障，重合本身帶有一定的試探性，若重合到永久性故障，則會導(dǎo)致電力系統(tǒng)在短時間內(nèi)承受短路電流的兩次沖擊。為了解決上述問題，需研究電力系統(tǒng)的瞬時性和永久性故障識別方法。

目前，在輸電線路的瞬時和永久故障判別方面主要有如下方法：

1、基于瞬時性故障恢復(fù)電壓的方法。

其利用輸電線路上的工頻恢復(fù)電壓進(jìn)行瞬時性與永久性故障判別，根據(jù)單相跳閘后線路上是否存在電容耦合電壓來區(qū)分瞬時性和永久性故障；

2、基于瞬時性故障電弧特性的方法。

其中包含基于二次電弧電壓、基于一次電弧電壓、基于一次電弧電壓和電流、基于一次二次電弧電壓的方法。

基于二次電弧電壓的方法其原理是利用瞬時故障時產(chǎn)生的二次電弧電壓是一個熄滅、復(fù)燃的過程，電弧的非線性特性將使弧道上的電壓含有高頻分量，從而使與之相連的線路上同樣含有高頻分量，通過檢測線路電壓的高頻分量來區(qū)別瞬時性與永久性故障。

基于一次電弧電壓的方法其原理是利用瞬時故障較大電弧電壓的存在，電弧電壓由于電弧電阻的非線性而產(chǎn)生畸變，存在高頻分量，從而使母線電壓也含有高頻分量，通過檢測故障后母線電壓的諧波來區(qū)分瞬時性與永久性故障。

基于一次電壓、電流的方法其原理是根據(jù)一次電弧電壓、電流采取最小二乘法求取故障點(diǎn)處的電弧電壓，并根據(jù)該電弧電壓的幅值來區(qū)分瞬時性和永久性故障。

基于一次、二次電弧電壓的方法是根據(jù)形態(tài)學(xué)濾波，將一次和二次電弧特征調(diào)整到可比的水平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)瞬時性與永久性故障判別。

3、基于高頻通道信號衰減率的方法。

通過利用輸電線路高頻保護(hù)通道的信號傳輸特性來判別瞬時性與永久性故障。

其余還有利用斷開相的自置電壓幅值特征、差模電壓的幅值等電壓型判別方法；針對帶并聯(lián)電抗器的線路，利用測量精度高的電抗器電流進(jìn)行永久故障判別的研究，以及利用模型參數(shù)辨識進(jìn)行永久故障判別。

但是配電線路的特點(diǎn)有：1、不帶并聯(lián)電抗器；2、三相跳閘；3配電線路自身電容一般比較小。這些特點(diǎn)決定了適用于輸電線路的瞬時性與永久性故障判別方法無法應(yīng)用在配電線路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種用電容器儲能放電識別配電線路短路永久故障與瞬時故障的方法，以解決配電線路瞬時故障與永久故障判斷的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種利用電容器儲能放電識別配電線路短路永久性故障與瞬時性故障的方法，包括以下步驟：

1)、在配電線路出線斷路器的線路側(cè)三相和地之間并聯(lián)電容器裝置和接地開關(guān)；正常運(yùn)行時線路向并聯(lián)電容器裝置的電容器充電，充電完成后將并聯(lián)電容器從線路斷開，接地開關(guān)正常時始終處于打開狀態(tài)；

2)、當(dāng)配電線路故障引起出線斷路器三相跳開后，經(jīng)過設(shè)定時間后，根據(jù)故障類型的不同選擇不同的并聯(lián)電容器投入并配合接地開關(guān)的動作，根據(jù)電容器投入后一段時間內(nèi)的電壓變化特征識別故障性質(zhì)為瞬時性故障或永久性故障。

進(jìn)一步的，并聯(lián)電容器裝置包括依次連接的整流電路、預(yù)充電及旁路開關(guān)電路、并聯(lián)電容器、雙向可控開關(guān)電路和線路故障檢測裝置及邏輯電路；預(yù)充電及旁路開關(guān)電路還連接有過壓控制電路。

進(jìn)一步的，步驟2)中所述設(shè)定時間為0.5s-1s。

進(jìn)一步的，步驟2)中，如果故障類型為兩相相間故障，則投入兩個故障相中任意一相電容器，并將另一故障相接地開關(guān)閉合；若故障類型為兩相接地故障，則投入兩相電容器；若故障類型為三相故障，投入任意一相電容器，并在另外兩個故障相中任選一相將該相接地開關(guān)閉合。

進(jìn)一步的，步驟2)中根據(jù)電容器投入后一段時間內(nèi)的電壓變化特征識別故障性質(zhì)為瞬時性故障或永久性故障，具體為：

當(dāng)線路屬于瞬時性故障，投入電容器時故障已消失，所投電容器通過整個負(fù)荷回路放電，電容器兩端電壓下降較慢；當(dāng)線路故障為永久性接地故障時，所投電容器通過故障點(diǎn)形成低阻抗放電回路，電容電壓則很快下降為零。