基于电容负荷注入的变电站小电流接地故障选线方法技术

本发明专利技术涉及基于电容负荷注入的变电站小电流接地故障选线方法，在变电站安装小电流接地故障选线主控装置，在各段母线上安装电容负荷注入装置；在变电站各条10kV出线开关下游侧安装负荷突变采样装置；若没有检测到故障，电容负荷处于断开状态；若小电流接地故障发生，控制电容负荷分相注入，并持续一定时间后退出电容负荷。同时各个负荷突变采样装置对各条馈线在该时间段内每相的负荷突变值上送到故障选线主控装置，故障选线主控装置根据故障相突变值最大原则选出故障线路。本发明专利技术线路简单、判定准确性高；无需注入额外的信号，也无需停电查找故障线路，对目前我国变电站小电流接地故障具有较好的适应性和故障定位可靠性，具备较好的推广价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变电站小电流接地故障选线领域，具体来说是一种基于电容负荷注入的变电站小电流接地故障选线方法。
技术介绍
随着智能配电网改造建设向深水区推进，提高供电可靠性作为重要的一项指标被写进了国网“十三五”行动计划中。配电网馈线自动化是提高供电可靠性的关键技术和方法。近几年，伴随着几轮配电网自动化建设的热潮，国内配电网短路故障下的馈线自动化技术有了长足的发展，有效确保了短路情况下的配电网供电可靠性。但是，配电网大部分故障是单相接地故障，而我国的配电网中压接地方式多为中性点非直接接地的小电流接地方式。小电流接地方式虽然可以将接地故障电流限值在较小的范围，并且可以带故障运行1-2小时，但是接地跨步电压却往往成为威胁人身安全的元凶，因此快速及时的切除故障显得尤为必要。目前的配电网小电流接地选线的方法有三大类，一类为无源法，一类为有源法，一类为试拉法。无源法是通过分析小电流接地故障前后各个关键点的暂态波形的变化情况分析故障发生的线路。该种方法无需注入信号，只通过特殊采样终端和主站配合即可完成故障判定，但是由于配网线路复杂，干扰波形多，其判定的准确性不高。有源法是通过在中性点注入特殊信号通过特定的终端装置接收信号并配合主站完成故障判定的，该种方法需要注入特殊信号，并且需要配合特殊终端接收特殊信号，虽然可靠性上较之无源法有提高，但是推广性上欠佳。试拉法是最早使用的一种传统方法，是通过调度人员经验，每条馈线断开的方法查找故障线路，该方法停电时间长，通常作为后备辅助方法。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术结合配电网特点提供一种线路简单、判定准确性高、极具推广价值的基于电容负荷注入的变电站小电流接地故障选线方法。为解决上述问题，本专利技术采取的技术方案为：基于电容负荷注入的变电站小电流接地故障选线方法，包括如下步骤：步骤一、在变电站安装小电流接地故障选线主控装置用于实现小电流接地故障的检测和选线；小电流接地故障选线主控装置具有母线各线电压、相电压及零序电压采集功能；同时具有上送监控主站各种负荷突变量和电容负荷开关状态的功能，并且可以实现远方遥控功能。步骤二、在各段母线上安装电容负荷注入装置；在变电站各条馈线10kV出线开关下游侧安装负荷突变采样装置；步骤三、小电流接地故障选线主控装置与电容负荷注入装置通信以实现电容负荷的分相投切；电容负荷注入装置可上送电容器负荷每相投切开关状态；小电流接地故障选线主控装置与各个负荷突变采样装置通信以实现各馈线每相负荷突变值的上送；此外还需实现每相实时负荷电流量的采集上送。步骤四、小电流接地故障的检测和选线若小电流接地故障选线主控装置没有检测到故障，即在正常运行情况下，小电流接地故障选线主控装置控制电容负荷处于断开状态；若小电流接地故障选线主控装置检测到故障，即小电流接地故障发生，小电流接地故障选线主控装置向电容负荷注入装置通信，控制电容负荷分相注入，并持续一定时间后退出电容负荷；同时各个负荷突变采样装置对各条馈线在电容负荷注入的时间段内每相的负荷突变值进行采集并上送到小电流接地故障选线主控装置，小电流接地故障选线主控装置根据故障相突变值最大原则选出故障线路即负荷突变值最大相所属馈线即是发生小电流接地故障馈线。小电流接地时的特征比较多，优选的，小电流接地故障选线主控装置采用零序电压和相电压突变来实现小电流接地故障检测，具体为：母线零序电压处于50-110V之间，同时一相电压降低，而另两相电压升高且接近相电压，则认为电压降低相发生小电流接地故障。步骤二中在变电站各段母线上安装电容负荷注入装置，若为多分段多联络母线，则每一段母线上均安装电容负荷注入装置，其安装位置处于母线与各个出线开关的之间的任意位置。步骤四中小电流接地故障发生，小电流接地故障选线主控装置向电容负荷注入装置通信，控制在故障发生变电站的母线侧非故障相上注入电容负荷，具体分三种情况注入：A.在故障相电压滞后相上注入电容负荷；此时在故障相中从故障点到电源点将附加电容电流，由于相角的作用，导致附加电容电流后的故障相负荷电流将达到最小值。B.在故障相电压超前相上注入电容负荷；此时在故障相中从故障点到电源点将附加电容电流，由于相角的作用，导致附加电容电流后的故障相负荷电流达到最大值。C.在非故障相的两相上同时注入电容负荷；故障相中从故障点到电源点将附加电容电流，由于相角的作用，导致附加电容电流相互抵消，从而使故障相负荷电流变小。所述的步骤四中负荷突变采样装置将三相的一定时间段内的负荷突变值上送到小电流接地故障选线主控装置，该时间段长度范围为5至60秒；此外每相每时刻的实时电流数据也上送到小电流接地故障选线主控装置。所述的负荷突变采样装置可采用FTU、故障指示器或者RTU。本专利技术有益技术效果：本专利技术线路简单、判定准确性高；无需注入额外的信号，也无需停电查找故障线路，对目前我国变电站小电流接地故障具有较好的适应性和故障定位可靠性，具备较好的推广价值。具体实施方式基于电容负荷注入的变电站小电流接地故障选线方法，包括如下步骤：步骤一、在变电站安装小电流接地故障选线主控装置用于实现小电流接地故障的检测和选线；步骤二、在各段母线上安装电容负荷注入装置，若为多分段多联络母线，则每一段母线上均安装电容负荷注入装置，其安装位置处于母线与各个出线开关的之间的任意位置；在变电站各条馈线10kV出线开关下游侧安装负荷突变采样装置；所述的负荷突变采样装置可采用FTU、故障指示器或者RTU。步骤三、小电流接地故障选线主控装置与电容负荷注入装置通信以实现电容负荷的分相投切；小电流接地故障选线主控装置与各个负荷突变采样装置通信以实现各馈线每相负荷突变值的上送；步骤四、小电流接地故障的检测和选线小电流接地故障选线主控装置采用零序电压和相电压突变来实现小电流接地故障检测，具体为：母线零序电压处于50-110V之间，同时一相电压降低，而另两相电压升高且接近相电压，则认为电压降低相发生小电流接地故障；若小电流接地故障选线主控装置没有检测到故障，即在正常运行情况下，小电流接地故障选线主控装置控制电容负荷处于断开状态；若小电流接地故障选线主控装置检测到故障，即小电流接地故障发生，小电流接地故障选线主控装置向电容负荷注入装置通信，控制在故障发生变电站的母线侧非故障相上注入电容负荷，具体分三种情况注入：A.在故障相电压滞后相上注入电容负荷；B.在故障相电压超前相上注入电容负荷；C.在非故障相的两相上同时注入电容负荷。注入持续一定时间后退出电容负荷；同时各个负荷突变采样装置对各条馈线在电容负荷注入的时间段内每相的负荷突变值进行采集并上送到小电流接地故障选线主控装置，该时间段长度范围为5至60秒；此外每相每时刻的实时电流数据也上送到小电流接地故障选线主控装置。小电流接地故障选线主控装置根据故障相突变值最大原则选出故障线路。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于电容负荷注入的变电站小电流接地故障选线方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、在变电站安装小电流接地故障选线主控装置用于实现小电流接地故障的检测和选线；步骤二、在各段母线上安装电容负荷注入装置；在变电站各条馈线10kV出线开关下游侧安装负荷突变采样装置；步骤三、小电流接地故障选线主控装置与电容负荷注入装置通信以实现电容负荷的分相投切；小电流接地故障选线主控装置与各个负荷突变采样装置通信以实现各馈线每相负荷突变值的上送；步骤四、小电流接地故障的检测和选线若小电流接地故障选线主控装置没有检测到故障，即在正常运行情况下，小电流接地故障选线主控装置控制电容负荷处于断开状态；若小电流接地故障选线主控装置检测到故障，即小电流接地故障发生，小电流接地故障选线主控装置向电容负荷注入装置通信，控制电容负荷分相注入，并持续一定时间后退出电容负荷；同时各个负荷突变采样装置对各条馈线在电容负荷注入的时间段内每相的负荷突变值进行采集并上送到小电流接地故障选线主控装置，小电流接地故障选线主控装置根据故障相突变值最大原则选出故障线路。

【技术特征摘要】
1.基于电容负荷注入的变电站小电流接地故障选线方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、在变电站安装小电流接地故障选线主控装置用于实现小电流接地故障的检测和选线；步骤二、在各段母线上安装电容负荷注入装置；在变电站各条馈线10kV出线开关下游侧安装负荷突变采样装置；步骤三、小电流接地故障选线主控装置与电容负荷注入装置通信以实现电容负荷的分相投切；小电流接地故障选线主控装置与各个负荷突变采样装置通信以实现各馈线每相负荷突变值的上送；步骤四、小电流接地故障的检测和选线若小电流接地故障选线主控装置没有检测到故障，即在正常运行情况下，小电流接地故障选线主控装置控制电容负荷处于断开状态；若小电流接地故障选线主控装置检测到故障，即小电流接地故障发生，小电流接地故障选线主控装置向电容负荷注入装置通信，控制电容负荷分相注入，并持续一定时间后退出电容负荷；同时各个负荷突变采样装置对各条馈线在电容负荷注入的时间段内每相的负荷突变值进行采集并上送到小电流接地故障选线主控装置，小电流接地故障选线主控装置根据故障相突变值最大原则选出故障线路。2.根据权利要求1所述的基于电容负荷注入的变电站小电流接地故障选线方法，其特征在于：步骤四中小电流接地故障选线主控装置采用零序电压和相电压突变来实现小电流接地故障检测，具体为：母线零序电压处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，周文俊，阎有朋，张君全，刘冰，闵凡文，
申请(专利权)人：积成电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37