本发明专利技术涉及小电流接地故障处理技术领域,具体涉及基于暂态功率方向的手拉手线路小电流接地故障处理方法。本发明专利技术针对手拉手线路采用暂态功率方向与延时配合的方法处理小电流接地故障,采用暂态功率方向判断故障区段,对开关设置动作延时,控制故障区段上游或下游的对应开关到达设定的延时时间后跳闸,不依赖通信,且不影响故障点上游健全区段的正常供电,避免了健全区段线路经历二次停电的风险,提高了故障处理效率。
【技术实现步骤摘要】
基于暂态功率方向的手拉手线路小电流接地故障处理方法
本专利技术涉及小电流接地故障处理
,具体涉及基于暂态功率方向的手拉手线路小电流接地故障处理方法。
技术介绍
在采用重合器电压-时间型分段器配合手拉手线路的馈线自动化系统中,配电线路电源开关采用具有两次重合功能的重合器,其第一次重合闸延时时间较长(典型为15s),第二次重合闸延时时间较短(典型为5s),分段开关和联络开关则采用电压-时间型分段器。故障发生时,做为电源开关的重合器跳闸,随后沿线分段器因失压而分闸,经延时后重合器第一次重合,作为分段开关的电压-时间型分段器设置在第一套功能,在一侧带电后延时X-时限自动合闸,当合到故障点时,引起重合器和分段器第2轮跳闸。并由于与故障区段相连的分段器维持合闸时间未超过Y-时限,而将其闭锁在分闸状态。与此同时,与故障区段相连的下游分段器依靠残压闭锁机理也闭锁在分闸状态。经一段延时后,重合器第二次重合即可恢复故障线路电源侧的健全区段供电。做为联络开关的电压-时间型分段器设置在第二套功能,发生故障时,其故障侧失压,经过XL-时限后自动合闸,恢复故障线路非电源侧的健全区段供电。若联络开关两侧带电时间未超过YL-时限,则该联络开关不重合。此外,所有分段器在X-时限或XL-时限内检测到联络开关两侧均带电时禁止合闸,从而避免配电网闭环运行。因此采用传统重合器和电压-时间型分段器配合的技术,电源开关需要进行两次重合,故障点上游健全区段需经历两次停电。且当线路故障时,分段开关不能立即判断,而要依靠重合器或断路器的保护跳闸,在馈线失压后,分段器才能判断,因此故障判断效率低,健全区段经历两次停电,易对电力设备造成二次伤害。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术提供了基于暂态功率方向的手拉手线路小电流接地故障处理方法,具体技术方案如下:基于暂态功率方向的手拉手线路小电流接地故障处理方法包括以下步骤:(1)定义靠近母线侧的节点为根节点,其余节点为子节点,对于故障区段的根节点、故障点上游健全区段的根节点,暂态零序电流、暂态零序电压满足:对于故障区段子节点、下游未发生故障的上游健全区段子节点、故障点下游健全区段的所有节点,暂态零序电流、暂态零序电压满足:其中,u0(t)为故障点零序电压;Cb为故障点上游检测点到母线之间线路以及所有健全线路对地电容,Cl为下游检测点到线路末端的对地电容;ib(t)、il(t)为故障点上游、下游各检测点的故障电流;(2)定义暂态无功功率Qk为特征频段内故障点零序电压u0(t)的导数与故障点零序电流i0(t)对应的平均功率:则,故障区段根节点与故障点上游健全区段根节点Qk<0,表明暂态功率由线路流向母线;故障区段子节点、下游未发生故障的上游健全区段子节点以及故障点下游健全区段所有节点有Qk>0,表明暂态功率由母线流向线路;(3)设置开关的延时时间:开关延时时间由负荷侧向电源侧依次递增,第一个开关的延时时间设置为t,第二个开关的延时时间设置为2t,依次类推;(4)进行故障定位,判断故障区段和健全区段;(5)控制故障区段电源侧开关跳闸,即满足Qk<0并达到延时时间的开关跳闸;(6)联络开关检测到一侧有电压、一侧无电压进行合闸,下游健全线路切换至备用电源;(7)备用电源侧合到故障点后,控制故障区段备用电源侧开关跳闸,即满足Qk<0并达到延时时间的开关跳闸,至此,故障区段隔离,健全区段恢复正常运行。优选地,所述健全区段为至少存在一个子节点与其根节点暂态功率方向相同的线路区段;所述故障区段为任一子节点与其根节点暂态功率方向相反的线路区段。优选地,所述进行故障定位,判断故障区段和健全区段具体流程如下:(1)主控FTU向其子节点FTU发送故障信号,子节点FTU将暂态功率方向上报主控FTU,主控FTU比较区段两侧暂态功率方向;(2)若所有子节点均与其根节点暂态功率方向相反,判定为故障区段;否则,判定为健全区段;(3)对于最末端检测点:若其Qk<0,则其下游区段为故障区段;否则,判定为健全区段。本专利技术的有益效果为:本专利技术提供了基于暂态功率方向的手拉手线路小电流接地故障处理方法,针对手拉手线路采用暂态功率方向与延时配合的方法处理小电流接地故障,采用暂态功率方向判断故障区段,对开关设置动作延时,控制故障区段上游或下游的对应开关到达设定的延时时间后跳闸,不依赖通信,且不影响故障点上游健全区段的正常供电,避免了健全区段线路经历二次停电的风险,提高了故障处理效率。附图说明图1为本专利技术中手拉手线路的开关延时时间设置的示意图;图2为本专利技术中实施例模拟系统的电路示意图。具体实施方式为了更好的理解本专利技术,下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明:基于暂态功率方向的手拉手线路小电流接地故障处理方法包括以下步骤:(1)定义靠近母线侧的节点为根节点,其余节点为子节点,对于故障区段的根节点、故障点上游健全区段的根节点,暂态零序电流、暂态零序电压满足:对于故障区段子节点、下游未发生故障的上游健全区段子节点、故障点下游健全区段的所有节点,暂态零序电流、暂态零序电压满足:其中,u0(t)为故障点零序电压;Cb为故障点上游检测点到母线之间线路以及所有健全线路对地电容,Cl为下游检测点到线路末端的对地电容;ib(t)、il(t)为故障点上游、下游各检测点的故障电流;(2)定义暂态无功功率Qk为特征频段内故障点零序电压u0(t)的导数与故障点零序电流i0(t)对应的平均功率:则,故障区段根节点与故障点上游健全区段根节点Qk<0,表明暂态功率由线路流向母线;故障区段子节点、下游未发生故障的上游健全区段子节点以及故障点下游健全区段所有节点有Qk>0,表明暂态功率由母线流向线路;(3)设置开关的延时时间:开关延时时间由负荷侧向电源侧依次递增,第一个开关的延时时间设置为t,第二个开关的延时时间设置为2t,依次类推;(4)进行故障定位,判断故障区段和健全区段,健全区段为至少存在一个子节点与其根节点暂态功率方向相同的线路区段;所述故障区段为任一子节点与其根节点暂态功率方向相反的线路区段。具体故障定位流程如下:1)主控FTU向其子节点FTU发送故障信号,子节点FTU将暂态功率方向上报主控FTU,主控FTU比较区段两侧暂态功率方向;2)若所有子节点均与其根节点暂态功率方向相反,判定为故障区段;否则,判定为健全区段;3)对于最末端检测点:若其Qk<0,则其下游区段为故障区段;否则,判定为健全区段。(5)控制故障区段电源侧开关跳闸,即满足Qk<0并达到延时时间的开关跳闸;(6)联络开关检测到一侧有电压、一侧无电压进行合闸,下游健全线路切换至备用电源;(7)备用电源侧合到故障点后,控制故障区段备用电源侧开关跳闸,即满足Qk<0并达到延时时间的开关跳闸,至此,故障区段隔离,健全区段恢复正常运行。手拉手线路的延时时间设定如图1所示,开关延时时间仍由负荷侧向电源侧依次递增。由电源1供电时各开关的延时时间使用第1套定值,各开关延时时间如图1虚线框内数据。由电源2供电时各开关的延时时间使用第2套定值,各开关延时时间如图1实线框内数据。若开关S12、S21之间发生单相接地故障,开关CB1、S11、S12均检测到本地负荷功率方向由电源1指向电源2,此时各开关本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于暂态功率方向的手拉手线路小电流接地故障处理方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)定义靠近母线侧的节点为根节点,其余节点为子节点,对于故障区段的根节点、故障点上游健全区段的根节点,暂态零序电流、暂态零序电压满足:
【技术特征摘要】
1.基于暂态功率方向的手拉手线路小电流接地故障处理方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)定义靠近母线侧的节点为根节点,其余节点为子节点,对于故障区段的根节点、故障点上游健全区段的根节点,暂态零序电流、暂态零序电压满足:对于故障区段子节点、下游未发生故障的上游健全区段子节点、故障点下游健全区段的所有节点,暂态零序电流、暂态零序电压满足:其中,u0(t)为故障点零序电压;Cb为故障点上游检测点到母线之间线路以及所有健全线路对地电容,Cl为下游检测点到线路末端的对地电容;ib(t)、il(t)为故障点上游、下游各检测点的故障电流;(2)定义暂态无功功率Qk为特征频段内故障点零序电压u0(t)的导数与故障点零序电流i0(t)对应的平均功率:则,故障区段根节点与故障点上游健全区段根节点Qk<0,表明暂态功率由线路流向母线;故障区段子节点、下游未发生故障的上游健全区段子节点以及故障点下游健全区段所有节点有Qk>0,表明暂态功率由母线流向线路;(3)设置开关的延时时间:开关延时时间由负荷侧向电源侧依次递增,第一个开关的延时时间设置为t,第二个开关的延时时间设置为2t,依次类推;(4)进行故障定...
【专利技术属性】
技术研发人员:周杨珺,俞小勇,欧阳健娜,秦丽文,高立克,梁朔,李珊,李克文,欧世锋,陈绍南,陈千懿,
申请(专利权)人:广西电网有限责任公司电力科学研究院,
类型:发明
国别省市:广西,45
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