一种小电流接地系统高阻接地故障选线方法技术方案

技术编号:14956195 阅读:188 留言:0更新日期:2017-04-02 11:17
本发明专利技术涉及一种小电流接地系统高阻接地故障选线方法,设置于线路各监测点上的复数个馈线终端实时采集各个监测点的零序电流和零序电压;当采集到母线的零序电压幅值处于一阈值区段内时,则系统发生高阻接地故障,进行进一步故障定位;根据故障选线结果,故障线路各区段上、下游各监测点暂态零序电流向母线暂态零序电压做投影,计算投影系数;比较各监测点暂态零序电流投影分量的投影系数大小,选取投影系数最大检测点下游区段为故障区段。本发明专利技术解决了小电流接地系统高阻接地故障定位问题,提出一种利用各区段上、下游各监测点暂态零序电流在母线暂态零序电压上投影分量投影系数比较的定位方法,有着广泛的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电网故障检测领域,特别是涉及一种小电流接地系统高阻接地故障选线方法
技术介绍
受自然环境、线路架空距离低等因素影响,配电网中常发生经非理想导体的单相高阻接地故障,如导线跌落在草地、马路、沙地、水塘等。据不完全统计,高阻接地约占到接地故障总数的5-10%。法国小电流接地系统有超过12%的接地故障为高阻接地故障。由于高阻接地故障电流小(一般为A级)、故障点不稳定等原因,当配电线路发生永久性高阻接地故障后难以被检测到,使得系统长时间带故障运行,这可能导致相间故障或短路故障,扩大故障范围。因此当线路发生高阻故障后,需要快速的定位到故障区段并做出相应隔离措施。特别是对于谐振接地系统,由于消弧线圈的补偿作用,故障线路故障区段工频电流和健全区段相比没有明显故障特征等原因,谐振接地系统的高阻接地故障定位仍然是一个非常大的挑战。近年来,小电流接地方式配电网中发生单相(小电流)接地故障时,在故障线路选择基础上,确定故障点距离或故障区段,可以进一步缩小故障查找和修复时间,将成为小电流接地故障检测技术研究和应用的热点、重点。现有的针对低阻接地故障区段定位方法可分为两类:一类是主动式定位方法,利用一次设备动作产生较大的扰动电流或者利用人工直接向系统注入特定电流调节消弧线圈的补偿度,根据零序电流变化量确定故障区段;另一类是被动式定位方法,利用接地故障过渡过程中的暂态信号幅值比较、极性比较、功率方向等原理进行故障定位。现有的低阻(金属性)接地故障定位尚未完全解决,且均不适用于高阻接地故障,因此更是无暇顾及关于故障电气量特征不明显的高阻接地故障定位技术的研究,所以鲜少见到相关的研究报道。对于小电流接地系统,工频电流自身无明显故障特征无法直接用以故障检测(工频电流有功分量理论上可行,但含量较小、易受TV/TA传变特性影响,实用存在较大困难)。本专利利用高阻接地故障过渡过程中消弧线圈与系统对地电容间并联谐振产生的暂态电气量实现故障定位将具有独特的优势,为小电流接地系统高阻接地故障定位技术研究提供一个全新的思路,有着广泛的实际应用价值。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的是提供一种小电流接地系统高阻接地故障选线方法,解决了高阻接地故障在小电流接地系统中的定位难题、有着广泛的实际应用价值。本专利技术采用以下方案实现:一种小电流接地系统高阻接地故障选线方法,包括以下步骤:步骤S1:设置于各条线路的各监测点上的馈线终端实时采集各个监测点的零序电流ioj和零序电压;步骤S2:设置于变电站内部的选线装置采集母线上的零序电压ub并传输至设置在主控室的故障定位主站,所述故障定位主站根据ub幅值判断系统是否发生高阻接地故障,若是,则进入步骤S3,若不是,则所述选线装置继续采集母线上的零序电压;步骤S3:所述故障定位主站启动所述选线装置选择发生故障线路,并将选线结果和各条线路出口的零序电流采集数据上报至所述故障定位主站;步骤S4:当故障线路上各监测点上的零序电压与零序电流的突变量超过预设的门槛值时,设置于该故障线路上各监测点的馈线终端将步骤S1中采集到的该故障线路上各监测点的零序电压与零序电流的数据并上报至所述故障定位主站;步骤S5:所述故障定位主站接收所述选线装置和各个馈线终端的采集数据,并计算分析得出故障区段。进一步地,所述故障定位主站根据ub幅值判断系统是否发生高阻接地故障,具体为:若ub幅值处于Uth1<Ub<Uth2时,则所述故障定位主站判断系统发生高阻接地故障;其中Uth1与Uth2为预设的阈值;进一步地,所述步骤S2中的阈值Uth1=15V,Uth2=90V。进一步地,所述步骤S5具体包括以下步骤:步骤S51:所述故障定位主站对接收到的母线的零序电压ub、故障线路上各监测点零序电流ioj的数据进行滤波,分别提取其暂态分量ub_T、ioj_T;ub_T为母线暂态零序电压,ioj_T为故障馈线上的各监测点暂态零序电流;步骤S52:将各个监测点的暂态零序电流向母线暂态零序电压做投影,得到投影系数;步骤S53:比较各监测点暂态零序电流投影系数大小;步骤S54:选择投影系数最大监测点下游区段为故障区段。进一步地,所述步骤S52中,根据下述公式计算各个监测点的暂态零序电流的投影系数p0j_T:本专利技术还采用以下方案实现:一种小电流接地系统高阻接地故障选线方法的系统,包括设置在变电站内部的选线装置、设置在各条线路上各监测点的馈线终端、设置在主控室的故障定位主站;所述选线装置用以采集母线零序电压以及各条线路出口的零序电流;所述馈线终端用以采集各馈条线路上各监测点的零序电压与零序电流;所述故障定位主站用以接收所述故障选线装置与所述馈线终端设备采集的信息,并计算故障线路各监测点暂态零序电流在母线暂态零序电压上的投影分量,通过比较各监测点暂态零序电流投影系数大小确定故障区段。进一步地,所述故障定位主站根据零序电压ub幅值判断系统是否发生高阻接地故障,具体为:若零序电压ub幅值处于Uth1<Ub<Uth2时,则所述故障定位主站判断系统发生高阻接地故障。进一步地,所述Uth1<Ub<Uth2中,阈值Uth1=15V,Uth2=90V。进一步地,所述故障定位主站确定故障线路上的故障区段具体包括以下步骤:步骤S21:所述故障定位主站对接收到的母线的零序电压ub、故障线路上各监测点零序电流ioj的数据进行滤波,分别提取其暂态分量ub_T、ioj_T;ub_T为母线暂态零序电压,ioj_T为故障馈线上的各监测点暂态零序电流;步骤S22:将各个监测点的暂态零序电流向母线暂态零序电压做投影,得到投影系数;步骤S23:比较各监测点暂态零序电流投影系数大小;步骤S24:选择投影系数最大监测点下游区段为故障区段。进一步地,所述故障定位主站根据下述公式计算各个监测点的暂态零序电流的投影系数p0j_T:与现有技术相比,本专利技术解决了小电流接地系统高阻接地故障定位问题,根据故障选线结果,故障线路各区段上、下游各监测点暂态零序电流向母线暂态零序电压做投影,计算投影系数。比较各监测点暂态零序电流投影分量的投影系数大小,选取投影系数最大检测点下游区段为故障区段,因此有效解决了高阻接地故障在小电流接地系统中的定位难题、有着广泛的实际应用价值。附图说明图1为一种典型配网自动化定位系统结构示意图;图2为本专利技术的选线流程框图;图3为典型配电线路仿真模型;图4(a)为图3所示系统中发生接地电阻为30Ω的高阻接地故障时各候选监测点电流母线电压的零序分量波形对比;图4(b)为图3所示系统中发生接地电阻为30Ω的高阻接地故障时各候选监测点电流母线电压的暂态分量波形对比;图4(c)为图3所示系统中发生接地电阻为30Ω的高阻接地故障时各候选监测点电流母线电压的投影分量波形对比;图5(a)为图3所示系统中发生接地电阻为1500Ω的高阻接地故障时各候选监测点电流母线电压的零序分量波形对比;图5(b)为图3所示系统中发生接地电阻为1500Ω的高阻接地故障时各候选监测点电流母线电压的暂态分量波形对比;图5(c)为图3所示系统中发生接地电阻为1500Ω的高阻接地故障时各候选监测点电流母线电压的投影分量波形对比。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。本实施例提供一种小电流接地系统高阻接地故障本文档来自技高网
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一种小电流接地系统高阻接地故障选线方法

【技术保护点】
一种小电流接地系统高阻接地故障选线方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤S1:设置于各条线路的各监测点上的馈线终端实时采集各个监测点的零序电流ioj和零序电压;步骤S2:设置于变电站内部的选线装置采集母线上的零序电压ub并传输至设置在主控室的故障定位主站,所述故障定位主站根据ub幅值判断系统是否发生高阻接地故障,若是,则进入步骤S3,若不是,则所述选线装置继续采集母线上的零序电压;步骤S3:所述故障定位主站启动所述选线装置选择发生故障线路,并将选线结果和各条线路出口的零序电流采集数据上报至所述故障定位主站;步骤S4:当故障线路上各监测点上的零序电压与零序电流的突变量超过预设的门槛值时,设置于该故障线路上各监测点的馈线终端将步骤S1中采集到的该故障线路上各监测点的零序电压与零序电流的数据并上报至所述故障定位主站;步骤S5:所述故障定位主站接收所述选线装置和各个馈线终端的采集数据,并计算分析得出故障区段。

【技术特征摘要】
1.一种小电流接地系统高阻接地故障选线方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤S1:设置于各条线路的各监测点上的馈线终端实时采集各个监测点的零序电流ioj和零序电压;步骤S2:设置于变电站内部的选线装置采集母线上的零序电压ub并传输至设置在主控室的故障定位主站,所述故障定位主站根据ub幅值判断系统是否发生高阻接地故障,若是,则进入步骤S3,若不是,则所述选线装置继续采集母线上的零序电压;步骤S3:所述故障定位主站启动所述选线装置选择发生故障线路,并将选线结果和各条线路出口的零序电流采集数据上报至所述故障定位主站;步骤S4:当故障线路上各监测点上的零序电压与零序电流的突变量超过预设的门槛值时,设置于该故障线路上各监测点的馈线终端将步骤S1中采集到的该故障线路上各监测点的零序电压与零序电流的数据并上报至所述故障定位主站;步骤S5:所述故障定位主站接收所述选线装置和各个馈线终端的采集数据,并计算分析得出故障区段。2.根据权利要求1所述的一种小电流接地系统高阻接地故障选线方法,其特征在于:所述故障定位主站根据ub幅值判断系统是否发生高阻接地故障,具体为:若ub幅值处于Uth1<Ub<Uth2时,则所述故障定位主站判断系统发生高阻接地故障;其中Uth1与Uth2为预设的阈值。3.根据权利要求2所述的一种小电流接地系统高阻接地故障选线方法,其特征在于:Uth1=15V,Uth2=90V。4.根据权利要求1所述的一种小电流接地系统高阻接地故障选线方法,其特征在于,所述步骤S5具体包括以下步骤:步骤S51:所述故障定位主站对接收到的ub、故障线路上各监测点ioj的数据进行滤波,提取母线暂态零序电压ub_T以及各监测点暂态零序电流ioj_T;步骤S52:将各个监测点ioj_T向母线暂态零序电压做投影,得到投影系数p0j_T;步骤S53:比较各监测点暂态零序电流投影系数大小;步骤S54:选择投影系数最大监测点下游区段为故障区段。5.根据权利要求4所述的一种小电流接地系...

【专利技术属性】
技术研发人员:天友张孔林陈彬黄建业陈敏维张功林梁富光林泓生薛永端宋伊宁
申请(专利权)人:国网福建省电力有限公司国家电网公司国网福建省电力有限公司电力科学研究院国网福建省电力有限公司龙岩供电公司中国石油大学华东
类型:发明
国别省市:福建;35

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