[發明專利]一種基于電流和電壓的低壓配網中性線斷線綜合判定方法

在審

• 申請號: 202211596095.9
• 申請日: 2022-12-13
• 公開（公告）號: CN115877129A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 彭天海;胡偉;楊帆;楊志淳;雷楊;胡成奕;宿磊;蔣偉
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/58;G01R31/54
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

1.一種基于電流和電壓的低壓配網中性線斷線綜合判定方法，其特征在于，包括如下步驟：

A，根據中性線斷線后的系統網絡方程計算中性線電流I_Z與系統側中性點接地線電流I_N的大小，對二者關系進行判別，形成第一電流判據；

B，監測系統三相線路首端諧波電流，計算諧波電流突變率ΔI％，與故障設定值δ進行比較判別，形成第二電流判據；

C，引入電壓適應系數η，根據負荷不平衡度與偏移電壓量的關系計算基于電壓適應系數的中性線斷線檢測電壓判據；

D，根據步驟A、步驟B、步驟C計算所得出的電流、電壓判據，共同對斷線故障進行綜合判別。

2.根據權利要求1所述的一種基于電流和電壓的低壓配網中性線斷線綜合判定方法，其特征在于：步驟D根據步驟A、步驟B、步驟C計算所得出的電流、電壓判據，共同對斷線故障進行綜合判別，具體為：

按式(1)進行判斷：

式中，I_Z為中性線電流；I_N為系統側中性點接地線電流；ΔI％為三相線路上三次諧波電流突變率，δ為故障設定值，一般取10％～15％；U_oo′為中性線斷線時的中性點偏移電壓，k′為電壓整定值系數，η為電壓適應系數，U_n為額定電壓；

若電流、電壓電氣量滿足式(1)，則判定低壓配電系統中性線斷線；若不滿足，則判定中性線未斷線。

3.根據權利要求1所述的一種基于電流和電壓的低壓配網中性線斷線綜合判定方法，其特征在于：步驟A根據中性線斷線后的系統網絡方程計算中性線電流I_Z與系統側中性點接地線電流I_N的大小，對二者關系進行判別，具體包括：

S1、若中性線在位置1處斷線：

步驟(1)根據故障后的等效電路列出節點電壓方程：

式中Z₁表示系統側接地極電阻，Z₂表示用戶進線處重復接地點接地電阻；Z_a、Z_b、Z_c分別為各相負荷等效阻抗；Z_N為中性線電阻；為系統側中性點對地電壓，/為負荷側中性點對地電壓；/Z_i分別為系統各相電壓、DG在各相提供的等效電壓以及各相負荷的等效阻抗，其中i＝a、b、c；

步驟(2)根據式(2)計算系統側與負荷側兩中性點偏移電壓U_oo′以及系統側中性點對地電壓

式中為發生斷線故障后各相負荷電壓；

步驟(3)根據式(3)、(4)計算I_Z與I_N：

由為零可得，系統側中性點接地線電流幅值I_N和中性線電流幅值I_Z均等于零，若考慮線路分布電容電流，二者電流不完全為零，呈并聯分流關系，且Z₁＜Z_N+Z₂，則存在I_N≥I_Z≈0的關系；

S2、若中性線在位置2處斷線：

步驟(1)列出節點電壓方程

步驟(2)根據式(6)計算U_oo′、以及/

/

步驟(3)將上式計算結果帶入式(5)中，由于可得I_N＞0，I_Z＝0，因此存在I_N＞I_Z＝0的關系。

4.根據權利要求1所述的一種基于電流和電壓的低壓配網中性線斷線綜合判定方法，其特征在于，步驟B計算諧波電流突變率ΔI％，具體包括：

在三相上同時檢測到3次諧波突變，將3次諧波電流的突變量ΔI₃定義為：

ΔI₃＝I_3,x+1-I_3,x (10)

式中x表示第x次采樣數據；ΔI₃表示前后兩次數據采集值的差。

由式(10)計算ΔI％為：