小电阻接地系统高阻接地保护方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种小电阻接地系统高阻接地保护方法和系统，小电阻接地系统高阻接地保护方法，包括以下步骤：根据接地故障过渡电阻的取值预设零序电压条件，根据零序有功功率绝对值和零序有功功率绝对值的门槛值预设零序有功功率绝对值条件，根据零序有功功率绝对值与零序无功功率绝对值之间的关系预设零序无功功率绝对值条件；当同时满足所述零序电压条件、零序有功功率绝对值条件以及零序无功功率绝对值条件时，启动小电阻接地系统高阻接地保护。上述小电阻接地系统高阻接地保护方法，能够自适应专用零序CT极性反接的情况，不需要校验专用零序CT的极性。

High resistance grounding protection method and system for small resistance grounding system

The invention relates to a method and system for low resistance and high resistance grounding protection system, low resistance grounding system of high resistance grounding protection method, which comprises the following steps: according to the value of grounding fault resistance of zero sequence voltage according to preset conditions, the absolute values of the zero sequence active power and zero sequence active power threshold conditions the default zero sequence active power according to the absolute value of the absolute value of zero sequence active power conditions with zero sequence reactive power between the absolute value of the absolute value of the preset zero sequence reactive power; when satisfying the condition of zero voltage, zero sequence active power condition and the absolute value of the absolute value of zero sequence reactive power conditions, start small high resistance grounding system resistance grounding protection. The high resistance grounding protection method of the small resistance grounding system can adapt the special zero sequence CT polarity back connection, and do not need to check the polarity of the special zero sequence CT.

【技术实现步骤摘要】
小电阻接地系统高阻接地保护方法和系统
本专利技术涉及电力系统的保护和控制
，特别是涉及一种小电阻接地系统高阻接地保护方法和系统。
技术介绍
在发生接地故障时，中性点经小电阻接地系统能够快速识别并切除故障线路，因此在新建城市电网中得到越来越多的应用。中性点经小电阻接地系统能切除小电阻接地故障，目前，中性点经小电阻的10kV系统零序电流保护只能切除过渡电阻100欧以下的接地故障。当小电阻接地系统发生高阻接地故障时，故障特征不明显，往往长时间无法被切除，对路过的行人的人身安全造成威胁，甚至会严重影响供电的可靠性。目前，考虑到高阻接地的强阻尼作用，高阻接地的故障检测主要以稳态量判据作为主要依据。以稳态量判据作为主要依据时，由于故障量小，对精度要求较高，应尽量采用专用零序CT(电流互感器)进行零序过流保护，但专用零序CT的极性难以校验。
技术实现思路
基于此，有必要针对专用零序CT的极性难以校验的问题，提供一种小电阻接地系统高阻接地保护方法和系统。一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，包括以下步骤：获取小电阻接地系统中零序有功功率绝对值的门槛值、零序有功功率绝对值以及零序无功功率绝对值；根据接地故障过渡电阻的取值预设零序电压条件，根据零序有功功率绝对值和零序有功功率绝对值的门槛值预设零序有功功率绝对值条件，根据零序有功功率绝对值与零序无功功率绝对值之间的关系预设零序无功功率绝对值条件；当同时满足所述零序电压条件、零序有功功率绝对值条件以及零序无功功率绝对值条件时，启动小电阻接地系统高阻接地保护。在启动高阻接地保护之后，跳闸计时器开始计时，当计时达到预设的跳闸计时阈值时，执行保护跳闸隔离故障。一种小电阻接地系统高阻接地保护方法和系统，包括：获取模块，用于获取小电阻接地系统中零序有功功率绝对值的门槛值、零序有功功率绝对值以及零序无功功率绝对值；预设模块，用于根据接地故障过渡电阻的取值预设零序电压条件，根据零序有功功率绝对值和零序有功功率绝对值的门槛值预设零序有功功率绝对值条件，根据零序有功功率绝对值与零序无功功率绝对值之间的关系预设零序无功功率绝对值条件；启动模块，用于当同时满足所述零序电压条件、零序有功功率绝对值条件以及零序无功功率绝对值条件时，启动小电阻接地系统高阻接地保护。上述小电阻接地系统高阻接地保护方法和系统，通过所述零序电压、零序有功功率绝对值以及零序无功功率绝对值，识别高阻接地故障特征，其中所述零序电流通过专用零序CT接入，能够自适应专用零序CT极性反接的情况，不需要校验专用零序CT的极性。附图说明图1为本专利技术一个实施例中小电阻接地系统高阻接地保护方法的流程示意图；图2为本专利技术一个实施例中所应用的中性点经小电阻接地系统主接线示意图；图3为本专利技术一个实施例中零序CT极性正接时小电阻接地系统高阻接地故障的相量图；图4为本专利技术一个实施例中零序CT极性反接时小电阻接地系统高阻接地故障的相量图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的小电阻接地系统高阻接地保护方法和系统作详细描述。本专利技术提供一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，包括以下步骤：S1：获取小电阻接地系统中零序有功功率绝对值的门槛值、零序有功功率绝对值以及零序无功功率绝对值；S2：根据接地故障过渡电阻的取值预设零序电压条件，根据零序有功功率绝对值和零序有功功率绝对值的门槛值预设零序有功功率绝对值条件，根据零序有功功率绝对值与零序无功功率绝对值之间的关系预设零序无功功率绝对值条件；S3：当同时满足所述零序电压条件、零序有功功率绝对值条件以及零序无功功率绝对值条件时，启动小电阻接地系统高阻接地保护。上述实施例中，具体的流程示意图如图1所示，当同时满足零序电压条件、零序有功功率绝对值条件以及零序无功功率绝对值条件，且跳闸计时器的计时值大于定值时，出口跳闸，图中，定值指的是预设跳闸计时阈值，限值指的是零序电压的最大取值。对于步骤S1：可以根据零序电压和零序电流计算零序有功功率绝对值，也可以根据所述零序有功功率绝对值计算零序无功功率绝对值；对于步骤S2、S3：当同时满足零序电压条件、零序有功功率绝对值条件以及零序无功功率绝对值条件时，可以判定为该线路具有高阻接地故障特征，当三个条件中至少有一个条件不满足，则可以判定该线路不具有高阻接地故障特征。下面结合具体的例子对步骤2中预设条件的选取依据做详细介绍，中性点经小电阻接地系统线路的接线图如图2，可以为10kV接地系统，含四条线路：线路1、线路2、线路3以及线路4，图中接地变指的是接地变压器，其中线路4发生了经过渡电阻接地故障，A、B和C为三相不同的电路，Rr为中性点接地电阻，Rg为接地故障过渡电阻，中性点接地电阻Rr可以为6～20欧姆,而接地故障过渡电阻Rg可以为100～1000欧姆范围内。设接地变中性点零序电压为忽略接地变阻抗，则10kV母线三相电压因为中性点电压偏移，分别为根据基尔霍夫电流定律，存在式(1)：其中，和分别为a，b，c三相电压额定值。式(1)中，为电源的三相电流之和，为各线路的三相电流之和，Rr为接地变中性点接地电阻。在三相参数对称、负荷对称时，电源支路及各非故障线路的三相电流之和经计算后为即三相对地电容电流为其中，j为虚数单位，j2＝-1，ω为工频对应的角速度，对于50Hz工频即为ω＝2π×50，C为线路的单相对地电容大小，下同。对于故障线路，除了三相对地电容电流还存在由于接地故障过渡电阻Rg产生的对地电流，假设在与母线相距为l处发生接地故障，单位长度的电抗为x，则以A相接地为例，Rg产生的对地电流为：由将上述结果带入式(1)，则转化为式(2)：根据上述分析，对于第n条非故障线路，零序电流为作用下产生的对地电容电流：式(3)中n为非故障线路的序号，对应图2，n＝1、2、3，Cn为第n条线路电容值。对于故障线路，零序电流为三相对地电容电流与接地故障过渡电阻Rg产生的对地电流之和：式(4)中∑C为系统对地电容之和，C4为故障线路对地电容。根据公式3和4，非故障线路和故障线路的零序电流与零序电压的相量关系如图3所示，其中，零序电流的大小为3I0。若专用零序CT极性接反，则相量图如图4所示。根据图3和图4，分析有功功率P0＝U0×3I0×Cosθ，θ为零序电流与零序电压之间的夹角，I0和U0分别为零序电流的幅值和零序电压的幅值。对于非故障线路，不论专用零序CT极性正反，零序有功均为0，而对于故障线路，专用零序CT极性正接与反接时的绝对值相等，而正负相反，取零序有功的绝对值，则数值相等。对于中性点经小电阻接地系统，使用零序有功绝对值作为区分故障线路和非故障线路的依据，是有明显的区分度的。因此，采用零序有功功率绝对值来检测接地故障，可以防止专用零序CT极性的影响。根据式(4)，对于故障线路，计算零序有功功率时，仅部分参与计算，j3ω(∑C-C4)部分产生的零序有功功率为0。因此，得到有功功率绝对值为：式(2)中，在高阻接地的情况下，考虑Rg在100～1000欧姆范围内，lx远远小于Rg，可忽略。考虑架空线的情况，一般架空线单位对地电容为6pF/km左右，折算为导纳约为5.7μS/km，系统规模相当于100km架空线时的对地导纳为0.570mS，而接地变中性点接地电阻一般为6～20欧姆，折算为导纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，包括以下步骤：获取小电阻接地系统中零序有功功率绝对值的门槛值、零序有功功率绝对值以及零序无功功率绝对值；根据接地故障过渡电阻的取值预设零序电压条件，根据零序有功功率绝对值和零序有功功率绝对值的门槛值预设零序有功功率绝对值条件，根据零序有功功率绝对值与零序无功功率绝对值之间的关系预设零序无功功率绝对值条件；当同时满足所述零序电压条件、零序有功功率绝对值条件以及零序无功功率绝对值条件时，启动小电阻接地系统高阻接地保护。

【技术特征摘要】
1.一种小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，包括以下步骤：获取小电阻接地系统中零序有功功率绝对值的门槛值、零序有功功率绝对值以及零序无功功率绝对值；根据接地故障过渡电阻的取值预设零序电压条件，根据零序有功功率绝对值和零序有功功率绝对值的门槛值预设零序有功功率绝对值条件，根据零序有功功率绝对值与零序无功功率绝对值之间的关系预设零序无功功率绝对值条件；当同时满足所述零序电压条件、零序有功功率绝对值条件以及零序无功功率绝对值条件时，启动小电阻接地系统高阻接地保护。2.根据权利要求1所述的小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，在启动小电阻接地系统高阻接地保护之后，还包括以下步骤：启动跳闸计时器，当跳闸计时达到预设的跳闸计时阈值时，执行保护跳闸隔离故障。3.根据权利要求2所述的小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，在启动跳闸计时器之后，还包括以下步骤：如果在跳闸计时达到跳闸计时阈值之前，所述零序电压条件、零序有功功率绝对值条件以及零序无功功率绝对值条件中至少有一个条件不满足，则将跳闸计时器清零。4.根据权利要求1所述的小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，在获取零序有功功率绝对值的门槛值之前，还包括以下步骤：根据小电阻接地系统的中性点接地电阻和接地故障过渡电阻计算零序有功功率绝对值的门槛值。5.根据权利要求4所述的小电阻接地系统高阻接地保护方法，其特征在于，所述计算零序有功功率绝对值的门槛值的公式为：式中，|P0|门槛为零序有功功率绝对值的门槛值，Ea为相电压额定值，Kr为第一可靠系数，Rr为中性点接地电阻，Rg为接地故障过渡电阻。6.根据权利要求5所述的小电阻接地系统高阻接...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊文，董凯达，王莉，张少凡，蔡燕春，秦绮蒨，肖健，徐应飞，余群兵，李俊格，李妍红，吴加强，金震，徐舒，
申请(专利权)人：广州供电局有限公司，南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44