[發(fā)明專利]一種小電流接地系統的單相接地故障識別方法

在審

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• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN112986862A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 熊小伏;肖揚
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R31/08
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

本發(fā)明公開了一種小電流接地系統的單相接地故障識別方法，控制器通過控制各斷路器的開斷和閉合實現各個中性點接地電阻的投切，并根據母線零序電壓確定中性點接地電阻是否投入，根據出線零序電流大小確定投入中性點接地電阻的數量，從而增大各故障指示器所在處的故障電流，提升故障指示器的靈敏度，準確定位故障區(qū)段。本發(fā)明解決了現有技術中故障指示器靈敏度不足、故障區(qū)段定位不準確等問題，通過改變中性點接線方式實現故障指示器靈敏度的提高，具有廣泛的適用性和較強的可行性。

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統故障識別領域，具體涉及一種小電流接地系統的單相接地故障識別方法。

背景技術

隨著經濟社會的高速發(fā)展，人民生活對電能的依賴，我國電力行業(yè)也不斷地發(fā)展，電力網已趨向于“高電壓、大容量、寬范圍”的規(guī)劃方向，對供電安全的可靠性要求必須提高。配電網直接為用戶提供電能，其運行的安全可靠性直接影響到用戶的經濟損失以及生活質量。目前，我國配電網廣泛采用小電流接地方式，包括中性點不接地、中性點經消弧線圈接地、中性點經高阻接地。然而，在這種接地方式中，單相接地故障率最高。據電力運行部門的故障統計，小電流接地系統單相接地故障發(fā)生率約為80％。

小電流接地系統發(fā)生單相接地故障時經線路對地電容形成電流回路，電網線電壓仍然對稱，不影響對用戶的正常供電，因此允許電網繼續(xù)運行1～2h。然而，發(fā)生單相接地故障后，非故障相電壓升高為線電壓，且間歇性弧光接地可能引起電弧接地過電壓。隨著饋線的增多，電容電流增大，長時間帶故障運行容易導致故障擴大為兩點或多點接地短路，弧光接地還會引起全系統過電壓，進而損壞設備，破壞系統安全運行。不論是從安全方面還是經濟方面考慮，都應盡可能縮短系統帶故障運行時間。因此，及時確定故障區(qū)段并切除故障尤為重要。

由于在小電流接地系統中，零序電流普遍較小，導致了零序電流保護的靈敏度要求較高，不能滿足故障隔離和識別的要求。此外，受過渡電阻的影響，接地故障特征更為微弱，給故障選線和定位都帶來了較大的困難。本領域技術人員也對此進行了大量研究，已提出了基于穩(wěn)態(tài)分量、暫態(tài)分量以及人工智能算法等多種選線方法。然而在實際工程應用中，受數據獲取途徑、信號干擾、復雜工況等多種因素影響，均存在一定的局限性。因此，在保證可行性的同時，有必要對故障識別靈敏度的提高方法進行研究。

綜上所述，由于小電流接地系統配電線路單相接地故障時故障電流小，故障指示器靈敏度較低，當故障發(fā)生時指示故障區(qū)段。因此，如何根據微弱故障電流，快速可靠地識別配電網接地故障，并實現準確的故障區(qū)段定位，成為了本領域技術人員急需解決的問題。

發(fā)明內容

針對上述技術的不足，本發(fā)明提供了一種小電流接地系統的單相接地故障識別方法，解決如何根據微弱故障電流識別單相接地故障的技術問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種小電流接地系統的單相接地故障識別方法，通過中性點接地電阻提供過壓保護，通過線纜出口處的故障指示器對故障進行指示，所述中性點接地電阻為對地支路阻抗可變的電阻裝置；所述中性點接地電阻串聯接地總開關；控制器根據母線零序電壓判斷是否發(fā)生單相接地故障；若否，則斷開接地總開關；若是，則閉合接地總開關，并根據出線零序電流調控所述中性點接地電阻的對地支路阻抗，從而將出線零序電流升高至超過故障指示器的動作閾值，使故障指示器得以識別故障。

進一步的，單相接地故障的判斷條件如下：

U₀＞K_re1U_unb；

式中，U₀為母線零序電壓；U_unb為配電網正常運行時母線最大不平衡電壓；K_rel為可靠系數，取1.1～1.2。

進一步的，所述中性點接地電阻包括n個串聯連接的接地電阻，每個接地電阻均并聯有各自的斷路器；控制器根據出線零序電流的大小控制斷路器的斷開數量，從而控制接地電阻的投入數量，使中性點接地電阻的對地支路阻抗得到調節(jié)。