[發(fā)明專利]一種配電網(wǎng)高阻接地故障保護選線啟動算法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010690482.3
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111965482B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 束洪春;劉俊杰;董俊;梁雨婷;于永波;朱亮;薄志謙
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R23/16;G01R31/52;G01R31/58
• 代理公司: 昆明明潤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 53215
• 代理人: 王鵬飛

本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)高阻接地故障保護選線啟動算法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先分別采集各饋線發(fā)生高阻接地故障時與不同期合閘時的零序電壓，再以母線側(cè)為觀測點，對觀測到的零序電壓波形，導(dǎo)入到MATLAB中，進行快速傅里葉分解并觀察故障時和非同期合閘時頻率的不同。本發(fā)明利用故障發(fā)生時與線路發(fā)生非同期合閘時包含高頻分量的不同來區(qū)分是否發(fā)生了高阻接地故障，該原理簡便有效，對復(fù)雜配電網(wǎng)線路高阻故障的選線啟動大有好處，易于推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)高阻接地故障保護選線啟動算法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高阻接地故障一般長時間存在，尤其是在不接地系統(tǒng)中，高阻接地故障的故障電流更小，故障點更不穩(wěn)定，選線難度大。如果數(shù)值不大的故障電流長期存在而不能被發(fā)現(xiàn)，則會釀成嚴(yán)重的后果：故障點處產(chǎn)生電弧和高溫現(xiàn)象，引發(fā)火災(zāi)；導(dǎo)致電氣設(shè)備絕緣的破壞，從而導(dǎo)致人身觸電等危害。高阻接地故障特征：1、故障電流微弱；2、故障呈現(xiàn)隨機性；3、故障非線性畸變。

諧波和能量的檢測方法是針對高阻接地故障檢測方法的主流，其中主要包括：三次諧波算法、高頻分量算法、偶次諧波算法、暫態(tài)功率方向算法、能量算法、小波變化算法、噪聲檢測算法、基于卡爾曼濾波算法。我主要看了利用零序電流波形畸變凹凸性的高阻接地故障檢測方法和基于零序功率變化量的高阻接地保護。

針對高阻接地故障的檢測和選線的方法很多，但是啟動算法只是單純的利用超過相電壓幅值的15％啟動，而高阻接地后，工頻零序電壓的變化量就很低，這種啟動算法天然就不能在發(fā)生高阻接地故障時啟動保護，選線的方法再多，保護裝置不能啟動，保護也無法出口動作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種配電網(wǎng)高阻接地故障保護選線啟動算法，運用傅里葉分解(FFT)算法分解出工頻電壓和其他頻率的電壓，判斷故障與非故障的電壓變化的區(qū)別，從而能可靠的選出故障支路

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種配電網(wǎng)高阻接地故障保護選線啟動算法，具體步驟為：

Step1：分別采集配網(wǎng)母線下層的各饋線發(fā)生高阻接地故障時與不同期合閘時的零序電壓。

Step2：以母線側(cè)為觀測點，對觀測到的零序電壓波形，導(dǎo)入到MATLAB中，進行快速傅里葉(FFT)分解并觀察故障時和非同期合閘時頻率的不同。

若分解后得到的各個頻率段的零序電壓，頻率大于800Hz，零序電壓幅值為0，則發(fā)生高阻接地故障。

對于頻率高于800Hz的零序電壓，其幅值大于0，則發(fā)生不同期合閘故障。

Step3：將得到的零序電壓波形圖經(jīng)過快速傅里葉分解后，得到各個頻段的電壓幅值。

若接地故障帶來的零序電壓變化，經(jīng)過分解后，工頻零序電壓的幅值U₅₀為最大，下標(biāo)50代表工頻50Hz。

若不同期合閘故障帶來的零序電壓變化，經(jīng)過分解后，25Hz零序電壓幅值U₂₅和工頻的零序電壓幅值U₅₀的比值接近于1，且在900～1000Hz處，零序電壓的幅值會在0V～100V的區(qū)間內(nèi)變化。

Step4：根據(jù)上述規(guī)律，得到電壓比值啟動門檻值k：

即在25Hz與50Hz中的零序電壓最大值比兩者中的最小值。考慮一定的裕度，保證在電網(wǎng)中有波動時，有足夠的的準(zhǔn)確性，設(shè)k＝1.3為邊界，若k小于1.3，可判斷為不同期合閘故障，否則為高阻接地故障。

零序電壓U₀的計算公式如下：