[發明專利]一種配電網接地故障選線保護方法及裝置

在審

• 申請號: 202011377460.8
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112485595A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 劉紅文;蔡曉斌;趙現平;沈龍;王科;張恭源;邵力
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52;G01R31/58
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請公開了一種配電網接地故障選線保護方法及裝置，所述裝置包括高頻電壓監測傳感器、高頻零序電流傳感器和選線模塊，通過實時監測系統母線三相電壓、零序電壓及線路零序電流，以系統電壓信號高頻信號特征判定接地故障及接地故障相，并根據系統零序電流及故障相電壓高頻信號極性特征判斷故障線路。一方面，本申請克服了以工頻電壓幅值、相位特征進行故障判別及判相的傳統方法難以判別高阻接地故障的問題；另一方面，本申請解決了當前采用工頻電壓、工頻電流進行選線時選線準確率低。本申請提供的故障判別及選線方法，在高阻接地故障、間歇性接地故障等情況下，仍能夠準確選線。

技術領域

本申請涉及故障診斷技術領域，尤其涉及一種配電網接地故障選線保護方法及裝置。

背景技術

國內的配電網通常采用中性點非有效接地的運行方式，配電網接地故障占總故障的80％以上，接地故障如不能及時處理，將引起相間故障，甚至引發多重故障。傳統方法采用線路工頻零序電壓和零序電流相位及幅值特征存在選線誤判的問題，尤其對于高阻接地故障，因故障電流小、電弧的直流分量易引起CT飽和等因素，現有技術應用在檢測電阻較高的小電流接地故障時存在一定的誤差。

申請號CN202010220325.6公開了一種基于梯度提升樹算法的配電網單相接地故障選線方法，通過將故障后線路零序電流采樣值進行數據處理，得到每條線路歸一化后的零序電流采樣值數據，然后將每條線路的電流數據分別作為梯度提升樹模型的輸入，將梯度提升樹模型的輸出最大值對應的線路選為故障線路，最終實現選線。該方法利用工頻零序電流選線，但當零序電流中含有較強直流分量時由于電流互感器飽和引起波形畸變而容易帶來選線失效問題。

申請號CN201910840780.3公開了一種小電流接地故障選線方法，采用小波包變換和傅里葉變換對零序電流信號進行特征參數提取，運用模糊自修正算法優化支持向量機模型，進行多判據融合，完成接地故障選線。但該方法利用小波分析進行選線，具有一定的適用性，但是容易受小波基函數及分解尺度等因素的影響。

文獻《饋電開關用電弧性單相接地保護方法的研究》提出了一種基于穩態零序電壓和暫態零序電流首半波積分的饋電開關用電弧性接地保護新方法，該方法用工頻零序電壓和暫態零序電流在暫態首半波是否為同向來判斷故障線路，但實際工況下，高阻接地和間歇性接地等故障時工頻零序電壓存在變化很小而檢測不到的情況。

對于配電網單相接地故障時，由于故障電流特征微弱，電弧不穩定等原因，選線問題一直是困擾電力工作者的難題。現有選線的方法主要包括穩態信號法、注入法及暫態信號法。但是，穩態信號法存在問題是故障電流微弱，容易受電弧不穩定性的影響，因此測得的信號可靠性不高，容易產生誤判。人工注入法在現場實際應用中有一定的效果，但不能檢測瞬時性和間歇性故障，且需要增加信號注入設備，投資大。暫態信號法，是從不同角度對暫態信號的幅值和相位進行比較來確定故障線路，很難解決經高阻接地及故障角較小時選線效果不佳的問題。

現在配電網單相接地故障選線結果的準確性始終不高，現有選線方法在高阻接地、間歇性接地故障工況下易發生誤判。

發明內容

本申請提供了一種配電網接地故障選線保護方法，以解決現在配電網單相接地故障選線結果的準確性始終不高，現有選線方法在高阻接地、間歇性接地故障工況下易發生誤判的問題。

一方面，本申請提供一種配電網接地故障選線保護方法，包括：

實時檢測系統的三相電壓、零序電壓的高頻信號幅值；

將三相電壓高頻信號幅值以及零序電壓高頻信號幅值與預設閾值進行比較，判斷系統是否發生單相接地故障；其中，預設閾值包括第一預設閾值以及第二預設閾值；

如果系統發生接地故障，當三相電壓的某一相電壓高頻信號與零序電壓高頻信號同相位，三相電壓其余兩相電壓高頻信號同相位，且與零序電壓高頻信號相差在內，判定電壓高頻信號與零序電壓高頻信號同相位的一相為接地故障相；