[發(fā)明專利]基于助增原理的小電流接地故障選線方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810024085.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108152683A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃壇壇;張慧芬;高志鵬;郭瑤;王士新;楊海濤;王喜靖;趙錫彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 高強(qiáng)

本發(fā)明公開(kāi)了基于助增原理的小電流接地故障選線方法。它解決了目前利用故障穩(wěn)態(tài)量的穩(wěn)態(tài)選線方法電氣故障量小導(dǎo)致選線準(zhǔn)確率低的問(wèn)題，具有在小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，使故障電流穩(wěn)態(tài)分量在母線分段斷路器閉合或電容投切開(kāi)關(guān)閉合時(shí)明顯增大，從而提高基于故障穩(wěn)態(tài)量的選線和定位保護(hù)的靈敏度，達(dá)到可靠選線和定位目的，其結(jié)構(gòu)為：它包括被保護(hù)配電系統(tǒng)的母線，所述母線上安裝有電容器助增裝置，母線分段開(kāi)關(guān)采用斷路器，電容器助增裝置、斷路器與測(cè)控裝置連接，測(cè)控裝置與電壓互感器連接；測(cè)控裝置檢測(cè)小電流接地系統(tǒng)是否發(fā)生單相接地故障，并通過(guò)控制電容器投切開(kāi)關(guān)和斷路器的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)接地電流的助增。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)中接地故障檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種基于助增原理的小電流接地故障選線方法。

背景技術(shù)

目前，我國(guó)6-35kV配電網(wǎng)主要采用小電流接地方式。在小電流接地系統(tǒng)故障中，單相接地故障發(fā)生的幾率最高，因此實(shí)現(xiàn)單相接地故障選線對(duì)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行具有非常重大的意義。

經(jīng)過(guò)多年的研究，已有多種選線判據(jù)問(wèn)世并投入現(xiàn)場(chǎng)使用，但多數(shù)選線原理都是基于較小的故障特征量為判據(jù)，在高過(guò)渡電阻故障時(shí)選線準(zhǔn)確率不高。目前小電流接地故障選線原理主要有4類：一是基于穩(wěn)態(tài)故障量的小電流接地故障選線原理，該方法主要利用單相接地故障時(shí)的穩(wěn)態(tài)故障量為判據(jù)，方法簡(jiǎn)單，但故障特征量小，不易檢測(cè)。二是基于暫態(tài)故障量的小電流接地故障選線原理，該方法主要利用單相接地故障時(shí)的暫態(tài)故障量為判據(jù)，比穩(wěn)態(tài)故障特征量大，但持續(xù)時(shí)間較短，難檢測(cè)。三是基于外加診斷法的小電流接地故障選線原理，該原理打破了以往只是利用線路本身故障信號(hào)作為選線判據(jù)，利用注入裝置向故障相注入特殊的信號(hào)，但受分布電容和過(guò)渡電阻的影響，注入信號(hào)較小，且需增加注入裝置，成本增加。四為基于信號(hào)融合技術(shù)的選線判據(jù)，該判據(jù)融合多種基于穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)故障特征量的選線原理，在一定程度上改善了選線準(zhǔn)確率，但因每個(gè)選線判據(jù)仍以較小的特征量為判據(jù)，故高過(guò)渡電阻故障時(shí)選線準(zhǔn)確率低，未從根本上解決選線準(zhǔn)確率低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決目前基于故障穩(wěn)態(tài)量的穩(wěn)態(tài)選線方法電氣故障量小導(dǎo)致選線準(zhǔn)確率低的問(wèn)題，提供了基于助增原理的小電流接地故障選線方法，該方法在小電流接地系統(tǒng)單相接地故障發(fā)生時(shí)，根據(jù)母線制方式的不同選擇不同的實(shí)現(xiàn)方式，其目的是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)短時(shí)增大故障線路的零序電流，而非故障線路的零序電流仍為線路本身的電容電流，從而拉大故障線路與非故障線路之間零序電流的差距，提高選線的準(zhǔn)確率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

基于助增原理的小電流接地故障選線方法，它包括被保護(hù)配電系統(tǒng)的母線，所述母線上安裝有電容器助增裝置，母線分段開(kāi)關(guān)采用斷路器（本文所述斷路器均指母線分段斷路器），電容器助增裝置、斷路器與測(cè)控裝置連接，測(cè)控裝置與電壓互感器連接；測(cè)控裝置檢測(cè)小電流接地系統(tǒng)是否發(fā)生單相接地故障，并通過(guò)控制電容器投切開(kāi)關(guān)和斷路器的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)接地電流的助增。

所述測(cè)控裝置由三相電壓、零序電壓采集模塊、斷路器狀態(tài)檢測(cè)模塊、斷路器開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊、電容器投切開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊、人機(jī)對(duì)話模塊和CPU組成，監(jiān)測(cè)小電流接地系統(tǒng)的三相電壓和零序電壓來(lái)判斷系統(tǒng)是否發(fā)生單相接地故障，從而控制斷路器及電容器投切開(kāi)關(guān)動(dòng)作。其中，三相電壓、零序電壓采集模塊由電壓變送器、RC低通濾波、由運(yùn)算放大器構(gòu)成的預(yù)處理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成；斷路器狀態(tài)檢測(cè)模塊由斷路器輔助觸點(diǎn)和檢測(cè)電路構(gòu)成；斷路器開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊及電容器投切開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊由繼電器驅(qū)動(dòng)電路和控制繼電器構(gòu)成；人機(jī)對(duì)話模塊由按鍵和液晶顯示模塊構(gòu)成；CPU由STC12C5A60S2單片機(jī)構(gòu)成，主要根據(jù)三相電壓和零序電壓判斷是否發(fā)生單相接接地故障、存儲(chǔ)斷路器狀態(tài)檢測(cè)模塊采集的故障前斷路器的狀態(tài)、單相接地故障發(fā)生時(shí)對(duì)斷路器開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊及電容器投切開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出開(kāi)關(guān)分、合的指令、選擇故障線路、人機(jī)對(duì)話等功能。

所述電容器助增裝置包括在母線的每一相上設(shè)置至少一個(gè)電容器，它們組成電容器組，每個(gè)電容器的一端分別于各自的投切開(kāi)關(guān)串聯(lián)，另一接地。