一种配电网短路故障保护与定位方法技术

本发明专利技术公开了一种配电网短路故障保护与定位方法。它解决了目前短路故障位置的查找需要耗费大量的人力、物力且延长配电网中故障存在时间的问题，在单相接地短路故障发生后，各微机保护模块将各自测量到的零序电流突变量上传给主站，主站根据各测量点零序电流突变量的情况判断单相接地故障线路和故障区段，从而实现配电线路上各类短路故障区段的自动定位，为工作人员现场排查故障提供指导。

A fault protection and location method for short circuit fault in distribution network

The invention discloses a method for protecting and locating a short circuit fault in a distribution network. It solves the fault location of the search requires a lot of manpower and material resources and extend the distribution network fault in time, when single-phase grounding fault occurs, the microcomputer protection module fault component of zero sequence current for each measure to upload to the main station, the main station of each measuring point according to the zero sequence current difference the single-phase grounding fault line and fault section, so as to realize all kinds of fault on the distribution line section of the automatic positioning, to provide guidance for staff on-site troubleshooting.

【技术实现步骤摘要】
一种配电网短路故障保护与定位方法
本专利技术涉及一种电力系统中短路故障检测技术，尤其涉及一种配电网短路故障保护与定位方法。
技术介绍
我国中低压配电网普遍采用中性点非直接接地系统，由于配电网中供电网络分支较多，网络结构复杂多变，线路敷设环境复杂，增加了故障的几率，使得配电网中发生故障的几率与输电网相比相对较高。配电网自动化的逐步应用为各种短路故障区段定位提供了可能，已有多种基于配电网自动化的故障区段定位算法被提出，并应用于实际工程中，但没有实施配电网自动化的供电系统中短路故障定位仍是一个难题，其故障位置的查找需要耗费大量的人力、物力，且延长了配电网中故障存在的时间。因此，快速准确的找到故障区段，对提供配电网的供电可靠性具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术在变电站母线所带馈线出口、供电线路分段开关和分支线路开关处设置带有无线通信功能的微机保护模块，微机保护模块实时采集本区段各相电压、零序电压和各相电流、零序电流，利用各电压和各相电流突变量判断是否发生故障以及故障类型，对于相间短路根据保护配置情况作用于断路器跳闸，并将结果上传至主站，主站根据各保护模块上传的结果判断故障区段；对于单相接地短路，各微机保护模块将各自测量到的零序电流突变量上传给主站，主站根据各测量点零序电流突变量的情况判断单相接地故障线路和故障区段。从而实现配电线路上各类短路故障区段的自动定位，为工作人员现场排查故障提供指导。在变电站母线所带馈线出口、供电线路沿线分段开关和分支线路开关处安装带有无线通信功能的微机保护模块。无线通信采用GPRS公网，微机保护模块具有反映配电线路相间短路故障的三段式电流保护、零序电流采集以及突变量计算、三相电压、零序电压的采集计算功能。供电线路所属变电站安装供电线路保护与定位主站，主站实时监测母线电压，并与馈线出口处微机保护模块、沿供电线路各微机保护模块之间通过GPRS无线方式通信，实现母线电压的测量、供电线路上个测量点电气信息的采集、故障区段的判断和图形化显示线路开关状态以及故障区段位置等信息。附图说明图1为配电线路短路故障保护与区段自动定位示意图。具体实施方式图1为配电线路短路故障保护与区段自动定位示意图。配电线路短路故障保护与区段自动定位系统由主站、微机保护模块和通信系统构成。其中，变电站母线各馈线出口均安装微机保护模块，需故障定位的馈出线沿线分段开关和分支处安装微机保护模块；主站安装于变电站内。馈出线上开关及其处安装的微机保护模块编号一致，编号原则为：（1）先干线，再分支；（2）馈线出口处的开关序号为0，沿母线至负荷方向开关序号从小到大依次增加。该编号原则描述了线路的拓扑结构。如图1示例中m#馈出线，其开关编号依次为m0、m1、m2、m3、m4、m5，m0为出口处开关序号，m1、m2、m3为干线上开关序号，m4、m5分别为分支线上开关的序号。假设图1中m#线路发生单相接地短路，主站、馈线出口处的微机保护模块和供电线路上的微机保护模块因都具有三相电压、零序电压采集计算功能而都可以检测到该供电系统发生了单相接地短路故障。首先主站会收到馈线出口处微机保护模块上传的各线路零序电流，主站依据应用成熟的基于小电流接地故障稳态电气量特征构成的判据，根据各馈线出口的零序电流、系统的零序电压可以选出发生单相接地的故障线路，此时选线结果为m#线路发生单相接地故障。然后，主站收集m#线路上各微机保护模块上传的零序电流故障前后的突变量，即图1示例中m0、m1、m2、m3、m4、m5处零序电流故障前后的突变量，主站对m#线路上m0、m1、m2、m3、m4、m5处零序电流故障前后的突变量与零序电流的整定阈值进行比较，大于阈值者为故障路径，按序号从小到大顺序搜索，最后一个大于阈值的微机保护模块所在区段即为故障所在区段。例如，图1中m#线路f1点发生单相接地短路，根据前述开关编号原则，m0、m1的零序电流突变量大于整定阈值，m1开关所在区段为故障区段。若图1中m#线路f2点发生单相接地短路，m0、m1、m5的零序电流突变量大于整定阈值，m5开关所在区段为故障区段。假设图1中m#线路发生相间短路，主站、馈线出口处的微机保护模块和供电线路上的微机保护模块因都具有三相电压、零序电压采集计算功能而都可以检测到该供电系统发生了相间短路故障。主站会收故障线路上微机保护模块上传的保护动作情况信息（保护跳闸或保护不动作），主站根据故障线路上的保护动作信息判断出故障区段。根据保护的选择性，故障所在区段的微机保护模块上传的为跳闸信息，其它各处微机保护模块上传的均为保护不动作信息。根据前述线路上开关的编号原则，按开关序号从小到大顺序搜索，“保护跳闸”信息对应的微机保护模块所在区段即为故障所在区段。例如，图1中m#线路f1点发生相间短路，根据前述开关编号原则，m1处微机保护模块上传的为保护跳闸信息，m1开关所在区段为故障区段。若图1中m#线路f2点发生相间短路，m5处微机保护模块上传的为保护跳闸信息，m5开关所在区段为故障区段。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网短路故障保护与定位方法，它是在变电站母线所带馈线出口、供电线路分段开关和分支线路开关处设置带有无线通信功能的微机保护模块，微机保护模块实时采集本区段各相电压、零序电压和各相电流、零序电流，利用各电压和各相电流突变量判断是否发生故障以及故障类型，对于相间短路根据保护配置情况作用于断路器跳闸，并将结果上传至主站，主站根据各保护模块上传的结果判断故障区段；对于单相接地短路，各微机保护模块将各自测量到的零序电流突变量上传给主站，主站根据各测量点零序电流突变量的情况判断单相接地故障线路和故障区段；从而实现配电线路上各类短路故障区段的自动定位，为工作人员现场排查故障提供指导。

【技术特征摘要】
1.一种配电网短路故障保护与定位方法，它是在变电站母线所带馈线出口、供电线路分段开关和分支线路开关处设置带有无线通信功能的微机保护模块，微机保护模块实时采集本区段各相电压、零序电压和各相电流、零序电流，利用各电压和各相电流突变量判断是否发生故障以及故障类型，对于相间短路根据保护配置情况作用于断路器跳闸，并将结果上传至主站，主站根据各保护模块上传的结果判断故障区段；对于单相接地短路，各微机保护模块将各自测量到的零序电流突变量上传给主站，主站根据各测量点零序电流突变量的情况判断单相接地故障线路和故障区段；从而实现配电线路上各类短路故障区段的自动定位，为工作人员现场排查故障提供指...

【专利技术属性】
技术研发人员：亓富军，李玉峰，田质广，赵东亮，苏超，肖利武，孙筱轩，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司临沂供电公司，临沂大学，
类型：发明
国别省市：山东,37