[發明專利]一種基于系統阻容比的配電網故障保護方法及系統

在審

• 申請號: 202010528132.7
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111682513A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 孫孔明;李玉敦;張國輝;張婉婕;趙斌超;楊超;史方芳;李寬;劉萌;李娜;王昕;李乃永;范榮奇
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;G01R31/08;G01R19/175
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王申雨

本申請公開了一種基于系統阻容比的配電網故障保護方法及系統，該方法包括：在中性點經小電阻接地系統發生單相接地故障時，首先計算非故障線路的零序電流和故障線路的零序電流，然后對每條饋線的零序電壓和零序電流統一格式，并用公式計算得出每條饋線的阻容比系數，然后根據系統總對地電容電流水平，利用公式計算得出阻容比系數門檻值，最后采用基于阻容比的零序過流保護判據進行選線。該系統包括：第一零序電流計算模塊、第二零序電流計算模塊、格式統一模塊、阻容比系數計算模塊、阻容比系數門檻值計算模塊和選線模塊。通過本申請，能夠有效提高接地故障保護的可靠性和安全性，進而提高配電網運行的安全性和穩定性。

技術領域

本申請涉及配電網繼電保護技術領域，特別是涉及一種基于系統阻容比的配電網故障保護方法及系統。

背景技術

在城市配電網中，中性點經小電阻接地方式的配電網應用很廣泛。尤其隨著電網規模的擴大，系統對地電容電流不斷增大，導致消弧線圈的補償容量不足，有一部分變電站因為對消弧線圈擴展存在困難，也逐漸將中性點經消弧線圈系統轉成中性點經小電阻接地方式。隨著配電網中中性點經小電阻接地方式的應用越來越廣泛，當這種接地方式的配電網發生單相接地故障時，如何進行配電保護是個重要的技術問題。

目前中性點經小電阻接地方式的配電網發生接地故障時，通常采用零序過流保護快速切除接地故障。具體地，中性點經小電阻接地系統為10kV系統，當發生單相接地故障時，故障點與中性點小電阻構成零序電流通路，形成較大的故障電流，從而快速切斷接地故障。且目前的保護方法適用于過渡電阻在100Ω以下的接地故障。

然而目前的配電保護方法中，零序過流保護在定值整定時通常只能反應過渡電阻100Ω以下的接地故障，當發生100Ω以上的高阻接地故障時，例如過渡電阻在200-500Ω范圍內時，不僅零序保護無法跳閘，而且此時開口三角電壓二次額定值為100V，不到10V，也達不到發出零序電壓告警信號的門檻，因此系統就會進入無法跳閘也無告警信息的高阻接地故障狀態，只能任由故障發展得更嚴重后，達到保護動作條件才啟動跳閘保護。因此，目前配電網中的的零序電流保護方法，由于對接地故障檢測的準確性和可靠性不夠高，進而導致保護效率較低，安全性較低，從而影響配電網運行的安全性和穩定性。

發明內容

本申請提供了一種基于系統阻容比的配電網故障保護方法及系統，以解決現有技術中的配電網故障保護效率較低，安全性較低，導致配電網運行的安全性和穩定性較低的問題。

為了解決上述技術問題，本申請實施例公開了如下技術方案：

一種基于系統阻容比的配電網故障保護方法，所述配電網采用中性點經小電阻接地方式，所述方法包括：

當中性點經小電阻接地系統發生單相接地故障時，計算非故障線路的零序電流；

計算故障線路的零序電流；

利用公式對所述配電網中每條饋線的零序電壓和零序電流統一格式，其中，R₀為實部，表示線路的阻性部分，X_CO為虛部，表示線路的容性部分；

根據中性點經小電阻接地系統發生單相接地故障時，阻性電流與容性電流的比例關系，利用公式計算得出配電網中每條饋線的阻容比系數，其中，K_RCO為阻容比系數；

根據系統總對地電容電流水平，利用公式計算得出阻容比系數門檻值，其中，K_k為可靠系數，U_ph.n為額定相電壓，ΣI_C為系統總對地電容電流水平，R_r為中性點小電阻；

根據所述阻容比系數和阻容比系數門檻值，采用基于阻容比的零序過流保護判據進行選線。

可選地，所述計算非故障線路的零序電流的方法，包括：