小电阻接地系统馈线自适应零序电流保护方法技术方案

本发明专利技术公开了一种小电阻接地系统馈线自适应零序电流保护方法，所述方法包括定值整定和自适应零序电流保护两部分，当零序电流超过定值整定的值时，启动自适应零序电流保护动作；本发明专利技术能够在多回线同时发生同名相接地故障的情况下，利用故障馈线的正序、负序和零序电流，故障前后相电压，零序补偿系数以及零序系统阻抗等参数，将当前的零序电流修正为单回线空载发生单相接地故障时的零序电流，克服了在多回线同时发生同名相接地故障时因馈线零序电流减少造成的保护拒动问题，同时最大限度的减小了负荷电流对零序电流的影响，保证了馈线零序电流保护动作的灵敏性和可靠性。

Adaptive zero sequence current protection method for feeder line of small resistance grounding system

The invention discloses a low resistance grounding system feeder adaptive zero sequence current protection method, the method includes setting and adaptive zero sequence current protection when more than two parts, zero sequence current setting value, the adaptive zero sequence current protection; the invention can name grounding faults occur simultaneously in multiple loop under the condition of using the fault feeder of the positive sequence and negative sequence and zero sequence current, before and after the fault phase voltage, zero sequence current compensation coefficient and system zero sequence impedance parameters, the zero sequence current current correction for single loop no-load occurrence of zero sequence current when single-phase grounding faults, overcome the same grounding faults occur simultaneously in multi loop because of the zero sequence current caused by reduced feeder protection maloperation problem, to reduce the influence of load current on zero sequence current, the zero line The sensitivity and reliability of the sequence current protection action.

【技术实现步骤摘要】
小电阻接地系统馈线自适应零序电流保护方法
本专利技术涉及中性点经小电阻接地的配电网系统馈线零序保护领域，具体涉及一种可消除负荷影响的小电阻接地系统馈线自适应零序电流保护方法。
技术介绍
配电网中性点接地方式作为配网运行中极为关键的一环，对配电网的运行起着举足轻重的作用，是一个涉及到技术、经济和安全等多个方面的综合问题。目前，国内城市配电网中性点基本上都采用小电阻接地方式和消弧系统接地方式。随着用电需求的快速增加，供电可靠性要求的不断增高以及土地资源的日益稀缺，大中型城市电网普遍采用地下电缆作为输电载体。由于电缆线路具有较大的对地电容，使得电缆型配电网系统的电容电流很大，已建成的消弧线圈难以应对快速增加的补偿容量需求，易出现欠补偿等不正常运行状态，甚至出现谐振过电压等危险。相比较之下，由于小电阻接地系统能够更准确地定位故障和更快地排除故障，有效地降低系统过电压，同时也不需要故障选线等复杂的装置，因此被越来越多的大中城市采用。相对于其他接地方式，小电阻接地系统发生接地故障时会产生较大的零序故障电流，线路不能长时间工作在故障状态，因此小电阻接地系统对馈线零序电流保护的可靠性要求较高。然而随着城市配电网的发展，同塔多回架空线技术也得到了越来越多的应用，使得城市配电网发生同母多回线故障的概率大大增加。当发生同母多回线接地故障发生时，由于接地小电阻的存在，每一回线路的零序电流会因为分流而大幅减小，可能导致馈线零序电流保护拒动，甚至出现变压器后备保护误动的严重情况。此外，单点、多点接地故障的故障电流特性存在显著的差异，以及负荷电流对零序电流产生的影响都给传统馈线零序电流保护的整定及配合造成无法逾越的障碍。如果采用距离保护，则会由于配电网线路较短，分支较多而难以整定，对于差动保护则因为成本过高而不适合在配电网中大规模应用。综上，传统的馈线零序电流保护在小电阻接地系统中难以确保较高的灵敏性和可靠性，而距离保护和差动保护又不适用于配电网，故需要针对现有的馈线零序电流保护进行改进。小电阻接地系统在我国的应用时间不长，尚缺乏系统的指导理论，就同母多回线故障和负荷电流对小电阻接地系统馈线零序电流保护产生的影响，目前还没有很好的解决方法。因此亟需针对小电阻接地系统开发一种馈线自适应零序电流保护新方法，并通过考虑10kV馈线不同组合形式故障的电流特性，提出高适配度的自适应定值整定方法，确保馈线自适应零序电流保护的灵敏性和可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，综合考虑10KV馈线不同组合形式故障的电流特性，提供了一种可消除负荷影响的小电阻接地系统馈线自适应零序电流保护方法，所述方法在不改变原有零序电流保护的零序电流动作定值的条件下，解决了在同母多回线同相接地故障时因馈线零序电流减少造成的保护拒动问题，同时最大限度地减小了负荷电流对零序电流的影响，保证了馈线保护动作的灵敏性和可靠性，为小电阻接地系统复杂接地故障提供了更有效的保护。本专利技术的目的可以通过如下技术方案实现：一种小电阻接地系统馈线自适应零序电流保护方法，所述方法包括定值整定和自适应零序电流保护两部分，当零序电流超过定值整定的值时，启动自适应零序电流保护动作；所述定值整定部分包括：1)设置馈线自适应零序电流保护动作定值I0.set与原有零序电流保护动作定值相同；2)按照躲开单回线最大不平衡电流整定值设置馈线自适应零序电流启动定值I0.min；3)设置馈线自适应零序电流保护时间定值与原有零序电流保护时间定值相同；4)采用以下公式计算系统综合阻抗定值ZSΣ：ZS∑＝2ZS+ZT0+3R0式中，ZS为10kV系统的正序阻抗(通常可忽略不计)，ZT0为接地变压器零序阻抗，R0为中性点接地小电阻；5)采用以下公式计算零序补偿系数k0：式中，ZL0n为馈线单位长度的零序阻抗，ZL1n为线路单位长度正序阻抗；所述自适应零序电流保护部分的实现包括以下步骤：S1、继电保护装置上电；S2、读取馈线自适应零序电流保护动作定值I0.set、馈线自适应零序电流启动定值I0.min、系统综合阻抗定值ZSΣ以及零序补偿系数k0；S3、循环测量并计算馈线零序电流幅值和突变量|d(3I0)|，若馈线零序电流幅值满足或者突变量|d(3I0)|满足|d(3I0)|>0.2A，则进入步骤S4；S4、判定发生接地故障，延时计数器TL清零，记录故障前三相电压UA·n、UB·n和UC·n；S5、测量并计算馈线故障正序电流负序电流和零序电流以及馈线故障三相电压UA·f、UB·f和UC·f；S6、如果满足馈线故障零序电流幅值则进入步骤S7，否则返回步骤S3；S7、比较馈线故障三相电压UA·f、UB·f和UC·f的幅值，判定幅值最小的为故障相，利用以下公式计算零序电流修正值式中，为故障相的故障前电压，为故障相电压；如果则继续，否则返回步骤S3；延时计数器TL累加，当达到设定值TL.set，则保护动作切除故障线路，否则返回步骤S5。进一步地，所述方法适用于多回线同时发生单相接地故障的情况，当多回线同时发生两相接地故障时，该方法将把零序电流修正为单回线发生单相接地故障时的零序电流，从而使得零序电流修正值偏大。进一步地，当多回线同时发生单相接地故障时，该方法将把零序电流修正为空载时单回线发生单相接地故障时的零序电流，而非当前负荷单回线发生单相接地故障时的零序电流。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本专利技术在保持原有的零序电流动作定值的基础上，在多回线同时发生同名相单相接地故障且均带负载的情况下，利用故障线路的正序、负序和零序电流，故障前后相电压，零序补偿系数以及零序系统阻抗等参数，将当前的零序电流修正为单回线空载发生单相接地故障时的零序电流，克服了在多回线同时发生同名相单相接地故障时因馈线零序电流减少而造成的保护拒动问题，同时最大限度的减小了负荷电流对零序电流的影响，保证了馈线零序电流保护动作的灵敏性和可靠性，从而为小电阻接地系统的各种接地故障提供有效保护；且本专利技术引入的线路电流、母线电压等测量信息对于馈线保护均为已有信息，而且原有的零序电流保护的动作定值仍然适用，因此简单可靠，易于工程实现。附图说明图1为本专利技术实施例一种小电阻接地系统馈线自适应零序电流保护方法的流程图。图2为本专利技术实施例的10kV小电阻接地系统一次接线图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例：本实施例提供了一种小电阻接地系统馈线自适应零序电流保护方法，所述方法的流程图如图1所示，包括定值整定和自适应零序电流保护两部分，当零序电流超过定值整定的值时，启动自适应零序电流保护动作；所述定值整定部分包括：1)设置馈线自适应零序电流保护动作定值I0.set与原有零序电流保护动作定值相同；2)按照躲开单回线最大不平衡电流整定值设置馈线自适应零序电流启动定值I0.min；3)设置馈线自适应零序电流保护时间定值与原有零序电流保护时间定值相同；4)采用以下公式计算系统综合阻抗定值ZSΣ：ZS∑＝2ZS+ZT0+3R0式中，ZS为10kV系统的正序阻抗(通常可忽略不计)，ZT0为接地变压器零序阻抗，R0为中性点接地小电阻；5)采用以下公式计算零序补偿系数k0：式中，ZL0n为馈线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小电阻接地系统馈线自适应零序电流保护方法，其特征在于：所述方法包括定值整定和自适应零序电流保护两部分，当零序电流超过定值整定的值时，启动自适应零序电流保护动作；所述定值整定部分包括：1)设置馈线自适应零序电流保护动作定值I0.set与原有零序电流保护动作定值相同；2)按照躲开单回线最大不平衡电流整定值设置馈线自适应零序电流启动定值I0.min；3)设置馈线自适应零序电流保护时间定值与原有零序电流保护时间定值相同；4)采用以下公式计算系统综合阻抗定值ZSΣ：ZS∑＝2ZS+ZT0+3R0式中，ZS为10kV系统的正序阻抗，ZT0为接地变压器零序阻抗，R0为中性点接地小电阻；5)采用以下公式计算零序补偿系数k0：

【技术特征摘要】
1.一种小电阻接地系统馈线自适应零序电流保护方法，其特征在于：所述方法包括定值整定和自适应零序电流保护两部分，当零序电流超过定值整定的值时，启动自适应零序电流保护动作；所述定值整定部分包括：1)设置馈线自适应零序电流保护动作定值I0.set与原有零序电流保护动作定值相同；2)按照躲开单回线最大不平衡电流整定值设置馈线自适应零序电流启动定值I0.min；3)设置馈线自适应零序电流保护时间定值与原有零序电流保护时间定值相同；4)采用以下公式计算系统综合阻抗定值ZSΣ：ZS∑＝2ZS+ZT0+3R0式中，ZS为10kV系统的正序阻抗，ZT0为接地变压器零序阻抗，R0为中性点接地小电阻；5)采用以下公式计算零序补偿系数k0：式中，ZL0n为馈线单位长度的零序阻抗，ZL1n为线路单位长度正序阻抗；所述自适应零序电流保护部分的实现包括以下步骤：S1、继电保护装置上电；S2、读取馈线自适应零序电流保护动作定值I0.set、馈线自适应零序电流启动定值I0.min、系统综合阻抗定值ZSΣ以及零序补偿系数k0；S3、循环测量并计算馈线零序电流幅值和突变量|d(3I0)|，若馈线零序电流幅值满足或者突变量|d(3I0)|满...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾德辉，王钢，杨伟涛，梁远升，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44