一种基于全系统接地故障信息的小电流接地选线方法技术方案

一种基于全系统接地故障信息的小电流接地选线方法。满足下列所有条件的支路为接地支路：(1)本支路以及为本支路供电的上级各级变电所是接地故障电流流经变电所；(2)本支路以及为本支路供电的上级各级线路是接地故障电流流经支路；(3)本支路、本支路所在的变电所的进线、以及为本支路供电的上级各级线路，在接地故障发生后的瞬间，其暂态零序电流方向都是相同的，并且与非接地故障电流经支路的暂态零序电流方向相反；(4)如果本支路是变电所的电源进线线路时，还应满足：本变电所为非接地故障电流流经变电所，同时，本支路满足稳态判据或暂态判据。本申请为快速处理事故、隔离故障线路提供了依据，无需人工干预。

【技术实现步骤摘要】
一种基于全系统接地故障信息的小电流接地选线方法
本专利技术属于继电保护
，具体涉及一种小电流接地选线方法。
技术介绍
我国3～66kV中压电网的中性点一般采用不接地或经消弧线圈接地方式。当发生单相接地故障时，流过故障点的电流很小，故称为小电流接地系统。小电流接地系统发生单相接地故障时，仍能保证线电压的对称性，且故障电流较小，不影响对负荷连续供电，故不必立即跳闸。电力系统运行规程规定可继续运行1～2小时。但当发生单相接地故障时，非故障相电压升高倍，长时间运行易使故障发展成两点或多点接地短路，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，危害系统安全运行。另外，有些应用场合，例如煤矿的井下变电所，为防止弧光接地时引起瓦斯爆炸，要求单相接地故障时，必须立即跳闸。因此，单相接地故障发生后，必须及时找到故障线路予以切除。小电流接地系统查找接地故障线路的方法，一般称为单相接地故障选线，或小电流选线，或小电流接地选线，是一直以来的研究热点问题之一[1][2]。但以往的研究主要集中于单个变电所内各条支路中选出接地故障线路的方法，从整个系统的角度进行研究的很少。事实上，3～66kV中压电网往往不是由单一一个变电所组成，而往往是由若干个变电所组成，各变电所多采用级联方式供电，如图1所示。当系统中某个变电所内的某支路发生单相接地故障时，安装于各个变电所内的小电流接地选线装置都会启动。如果选线正确的话，各个变电所内的小电流接地选线装置会报本变电所内流过接地故障电流的线路接地。以图1为例，L113线路单相接地时，变电所111会报L113接地，变电所11会报L11线路接地，变电所1会报L1线路接地。如果接地故障电流没有从本变电所流过，则小电流接地选线装置会报系统接地。这样，当系统发生单相接地故障时，会有多个变电所报本变电所某线路接地。因此，必须人工进行干预才能正确判断出是哪个线路接地。对于那些要求单相接地立即跳闸的应用场合，如果各个变电所自行动作跳闸，会造成大面积停电，大大地扩大了事故范围。【参考文献】：[1].郭清滔，吴田.小电流接地系统故障选线方法综述[J]，电力系统保护与控制，2010,38(2),146-152；[2].徐丙垠,薛永端,李天,咸日常.小电流接地故障选线技术综述[J].电力设备,2005,6(4):1～7。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提出了一种基于全系统接地故障信息的小电流接地选线方法，利用系统中各个变电所的母线零序电压、各支路的稳态零序电流和暂态零序电流，根据接地故障电流流通路径、幅值、方向来进行综合判断，从而能正确、快速地判断出接地故障线路，为快速处理事故、隔离故障线路提供了依据，无需人工干预。本专利技术具体采用以下技术方案：一种基于全系统接地故障信息的小电流接地选线方法，其特征在于：采集小电流接地系统中各个变电所的母线零序电压、各支路的稳态零序电流和暂态零序电流，根据接地故障电流流通路径、幅值、方向综合判断出接地故障线路。一种基于全系统接地故障信息的小电流接地选线方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：步骤1，实时同步采集小电流接地系统全系统各个变电所的母线零序电压、所有馈线的零序电流、各个变电所的进线零序电流；步骤2，利用零序电压判据，判断系统是否接地，当系统发生接地故障后，执行以下步骤；步骤3，满足以下条件之一的变电所，判为接地故障电流流经变电所：3.1本变电所母线上各个馈线支路(以下简称支路)的稳态零序电流之和与进线处的稳态零序电流的差值大于零序电流设定值I0_bus.set；3.2本变电所各馈线支路中，如果存在一条馈线支路，其在接地故障发生后的瞬间的暂态零序电流方向与其他馈线支路的暂态零序电流方向不同，且与进线处的暂态零序电流方向相同；步骤4，满足下列条件之一的馈线支路，判为接地故障电流流经支路：4.1本馈线支路稳态零序电流幅值在本支路所属母线上各个支路中按从大到小排序位于前三，且其方向与其他支路稳态零序电流方向相反；4.2本支路暂态零序电流在接地故障发生后的瞬间，其方向与本支路所属母线上其他支路的方向相反；步骤5，满足下列所有条件的支路判为接地支路：5.1本支路是接地故障电流流经支路；5.2本支路所在的变电所是接地故障电流流经变电所；5.3为本支路供电的上级各级变电所，均为接地故障电流流经变电所；5.4为本支路供电的上级各级线路，包括上级变电所的对应馈线支路、上级变电所以上的各级变电所的对应馈线支路，均为接地故障电流流经支路；5.5本支路暂态零序电流的方向，在接地故障发生后的瞬间，与为本支路供电的各级线路的暂态零序电流方向相同，包括本变电所的电源进线、上级各级变电所的接地故障电流流经的线路；5.6如果本支路为变电所的电源进线线路时，还应满足：本变电所为非接地故障电流流经变电所，而上级变电所为接地故障电流流经变电所，并且还需要同时满足以下稳态判据或暂态判据：稳态判据为，本变电所进线处的稳态零序电流与上级变电所对应的馈线支路的稳态零序电流之差的绝对值大于进线电源支路零序电流稳态判据设定值I0_powLine.set；暂态判据为，下级变电所进线处的暂态零序电流，在接地故障发生后的瞬间，其方向与本支路的暂态零序电流方向相反。在步骤2中，所述的零序电压判据包括零序电压幅值判据和零序电压突变量判据，满足其中之一则认为小电流接地系统发生了接地故障；零序电压幅值判据为：系统中任一变电所的母线零序电压幅值超过零序电压幅值设定值U0.set，则认为系统接地；零序电压突变量判据为：系统中任一变电所的母线零序电压突变量Δ3U0大于零序电压突变量设定值ΔU0.set，则认为系统接地，Δ3U0采用但不限于以下方式计算：△3U0＝||3U0(k)-3U0(k-T)|-|3U0(k-T)-3U0(k-2T)||，其中，k为当前时刻，T为一周波时间，3U0(k)为当前时刻母线零序电压采样值，3U0(k-T)为一周波前时刻母线零序电压采样值，3U0(k-2T)为二周波前时刻母线零序电压采样值。本专利技术公开了一种基于全系统接地故障信息的小电流接地选线方法，充分利用系统中各个变电所的母线零序电压、各支路的稳态零序电流和暂态零序电流，根据接地故障电流流通路径、幅值、方向来进行综合判断，从而能正确、快速地判断出接地故障线路，为快速处理事故、隔离故障线路提供了依据，无需人工干预。附图说明图1显示了小电流接地系统的系统构成、单相接地故障示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术做进一步的详细说明。如附图1所示，小电流接地系统中发生单相接地故障后，从全系统的角度来看，各个变电所中各个支路的稳态零序电流和暂态零序电流的大小及方向存在如下关系：1)接地支路的稳态零序电流等于系统总的电容电流减去自身电容电流，即，等于全系统所有其他支路的稳态零序电流之和；非接地支路的稳态零序电流等于其供给的电容电流；2)接地支路稳态零序电流的方向滞后零序电压90°；非接地支路稳态零序电流超前零序电压90°。因此，二者方向相反；3)接地故障电流流经支路的稳态零序电流，幅值等于系统总的电容电流减去其供给的电容电流，方向滞后零序电压90°；非接地故障电流流经支路的稳态零序电流，幅值等于其供给的电容电流，方向超前零序电压90°；4)对于接地故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于全系统接地故障信息的小电流接地选线方法，其特征在于：采集小电流接地系统中各个变电所的母线零序电压、各支路的稳态零序电流和暂态零序电流，根据接地故障电流流通路径、幅值、方向综合判断出接地故障线路。

【技术特征摘要】
1.一种基于全系统接地故障信息的小电流接地选线方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：步骤1，实时同步采集小电流接地系统全系统各个变电所的母线零序电压、所有馈线的零序电流、各个变电所的进线零序电流；步骤2，利用零序电压判据，判断系统是否接地，当系统发生接地故障后，执行以下步骤；步骤3，满足以下条件之一的变电所，判为接地故障电流流经变电所：3.1本变电所母线上各个馈线支路的稳态零序电流之和与进线处的稳态零序电流的差值大于零序电流设定值I0_bus.set；3.2本变电所各馈线支路中，如果存在一条馈线支路，其在接地故障发生后的瞬间的暂态零序电流方向与其他馈线支路的暂态零序电流方向不同，且与进线处的暂态零序电流方向相同；步骤4，满足下列条件之一的馈线支路，判为接地故障电流流经的馈线支路：4.1本馈线支路稳态零序电流幅值在本馈线支路所属母线上各个支路中按从大到小排序位于前三，且其方向与其他馈线支路稳态零序电流方向相反；4.2本馈线支路暂态零序电流在接地故障发生后的瞬间，其方向与本馈线支路所属母线上其他馈线支路的方向相反；步骤5，满足下列所有条件的馈线支路判为接地支路：5.1本馈线支路是接地故障电流流经的馈线支路；5.2本馈线支路所在的变电所是接地故障电流流经变电所；5.3为本馈线支路供电的上级各级变电所，均为接地故障电流流经变电所；5.4为本馈线支路供电的上级各级线路，包括上级变电所的对应馈线支路、上级变电所以上的各级变电所的对应馈线支路，均为接地故障电流流经的馈线支路；5.5本馈线支路暂态零序电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：董杰，李继晟，朱启晨，耿勇齐，戴晨翔，苏艳辉，秦应力，黄少锋，屠黎明，唐志远，
申请(专利权)人：北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11