一种电网高阻接地故障检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电网高阻接地故障检测方法及系统，其方法包括获取区域电网零序网络中每一个电流互感器的采样电流信息；根据所述每一个电流互感器的采样电流信息获取对应的零序模量；根据所述零序模量确定区域电网零序网络中的各支路是否出现故障。本发明专利技术的高阻接地故障检测方法，利用系统发生接地故障后自然形成的零序保护分区，结合零序电流幅值的与线路两端互感器采样值相位差的分布特征，能在主保护失效后有效应对高阻接地故障，且不依赖于数据同步对时，原理简单，实用性强，在广域测量系统建设完毕后无需增添新设备，成本低，且对高阻接地故障有良好的反应性能。

A high impedance grounding fault detection method and system for power grid

The present invention relates to a method and system for detecting high impedance grounding fault in an electric network. The method includes obtaining the sampling current information of each current transformer in the zero sequence network of the regional power grid, obtaining the corresponding zero sequence moduli according to the sampling current information of each current transformer, and determining the regional grid zero according to the zero sequence moduli. The failure of each branch in the sequence network. The method of high resistance grounding fault detection, using the zero sequence protection partition which is naturally formed after the grounding fault occurs, combines the distribution characteristics of the phase difference between the zero sequence current amplitude and the sampling value of the mutual inductor at both ends of the line, and can effectively deal with the high resistance grounding fault after the main protection failure, and is not dependent on the synchronization of data. It is simple and practical. After the wide area measurement system is completed, no new equipment is needed, the cost is low, and the performance of the high impedance grounding fault is good.

【技术实现步骤摘要】
一种电网高阻接地故障检测方法及系统
本专利技术涉及继电保护
，尤其涉及一种电网高阻接地故障检测方法及系统。
技术介绍
不论是对高压、超高压线路，还是特高压线路，伴随高阻接地的单相故障并不少见，对此类故障，现有的保护应对措施尚有一定的提升空间。如果高阻故障不能被有效辨识并切除，造成线路长期带高阻故障运行的不利后果：线路带高阻故障运行时，一旦发生另一相的单相故障，则保护可能将其识别为一次多相故障而三跳三重，使本来可以由单跳单重解决的问题演变为可能不利于系统稳定性保持的多相故障应对问题。另外，高阻故障一般由树木生长引起，如果不及时应对，单相高阻演变为单相低阻未必是唯一的可能，也有可能直接演变成多相故障，扩大影响范围。值得指出，传统上，由于保护原理和其他一些工程实际因素的制约，不要求主保护响应300Ω及以上的故障，但并不代表保护领域没有内在发展的要求。实际上，随着电网规模扩大和对超、特高压线路故障检测要求的提高，已有很多现场专家提出，从现代电网的发展程度来看，有修订和补充并适当提高高阻接地保护技术指标的需要。现阶段输电线路主保护，无论纵联方向还是纵联距离，对于此类故障的性能稍显欠缺。性能良好的纵联电流差动保护易受受电容电流补偿不完全的影响，致使保护性能下降，且极度依赖于线路两端电流互感器的同步对时。一旦通信通道断线，则会造成纵差保护退出运行。此时仅能依靠作为最后一道屏障的零序IV段，然而零序IV段存在速动性差、选择性低的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供了一种电网高阻接地故障检测方法及系统，用以准确判断输电线路主保护失效后的高阻接地故障。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：依据本专利技术的一个方面，提供了一种电网高阻接地故障检测方法，包括如下步骤:步骤1:获取区域电网零序网络中每一个电流互感器的采样电流信息；步骤2:根据所述每一个电流互感器的采样电流信息获取对应的零序模量；步骤3:根据所述零序模量确定区域电网零序网络中的各支路是否出现故障。本专利技术的有益效果是：本专利技术的电网高阻接地故障检测方法，利用系统发生接地故障后自然形成的零序保护分区，结合零序电流幅值的与线路两端互感器采样值相位差的分布特征，确定故障支路，实现了高压、特高压输电网在发生高阻接地故障时的故障支路识别。该算法原理简单易于实现，且依托于广域测量通道，成本低，同时，采用零序模量进行判断不受同步对时的影响。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：进一步：所述步骤3具体实现为：步骤31a：将所有所述电流互感器对应的零序模量进行比对排序，读取所有所述电流互感器对应的所述零序模量的最大值步骤32a：确定所述零序模量的最大值对应的所述电流互感器所在支路出现故障。上述进一步方案的有益效果是：由于短路点附近的母线受中性点接地的变压器与相邻线路的分流，其零序电流幅值势必逐级递减，因此可以推断，零序电流幅值的最大值必然出现在故障支路上，所以根据所述零序模量的最大值可以确定对应的所述电流互感器所在的支路出现故障。进一步：所述步骤32a具体包括：将所述零序模量的最大值与筛选区间S1进行比较，并当仅有所述零序模量的最大值位于所述筛选区间内时，确定所述零序模量的最大值对应的所述电流互感器所在支路出现故障；其中，所述筛选区间S1为考虑电流互感器误差和输电线线路电容电流的影响预先设置,Ir为电流互感器误差和电容电流的整定值。上述进一步方案的有益效果是：由于电流互感器采样通常存在误差，当网络拓扑中存在类似弱馈情况，再加之互感器误差等与影响，可能使零序电流模量出现在非故障支路，通过所述筛选区间S1可以准确找出所有故障支路的电流互感器的采样值，排除非故障支路的电流互感器的采样值明显不符的情形，避免简单使用零序电流最大值进行故障支路识别可能会因误差而导致误判。进一步：所述步骤3的具体实现为：步骤31b：将所有所述电流互感器对应的零序模量与筛选区间S1进行比较，将位于所述筛选区间S1内的所述零序模量对应的所述电流互感器采集值设定为故障支路电流，并标记为步骤32b：当位于所述筛选区间S1内的所述故障支路电流数量大于或等于2时，确定所述故障支路电流对应的支路为疑似故障支路；步骤33b：当所述疑似故障支路对应的所述故障支路电流数量为一个时，确定所述疑似故障支路为故障支路，否则，确定所述疑似故障支路无故障；其中，每个支路上设有两个所述电流互感器，K＝1,2,3…N，所述筛选区间S1为考虑电流互感器误差和输电线电路电容电流预先设置,Ir为电流互感器误差和电容电流的整定值，为所述零序模量的最大值。上述进一步方案的有益效果是：由于电力系统复杂拓扑结构，多变运行方式以及短路点两侧系统强弱分明，因此绝大多数情况下接地故障线路两侧电流互感器采样值存在较大差异，而正常线路两侧电流互感器采样相差不大，因此对于成对故障电流指向的线路判断为正常线路，单个故障支路电流指向线路判断为非故障线路。依据本专利技术的一个方面，提供了一种电网高阻接地故障检测系统，包括采样模块，用于获取区域电网零序网络中每一个电流互感器的采样电流信息；获取模块，用于根据所述每一个电流互感器的采样电流信息获取对应的零序模量；判断模块，用于根据所述零序模量确定区域电网零序网络中的各支路是否出现故障。本专利技术的有益效果是：本专利技术的电网高阻接地故障检测系统，利用系统发生接地故障后自然形成的零序保护分区，结合零序电流幅值的与线路两端互感器采样值相位差的分布特征，确定故障支路，实现了高压、特高压输电网在发生高阻接地故障时的故障支路识别。该算法原理简单易于实现，且依托于广域测量通道，成本低，同时，采用零序模量进行判断不受同步对时的影响。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：进一步：所述判断模块确定区域电网零序网络中的各支路是否出现故障的具体实现为：将所有所述电流互感器对应的零序模量进行比对排序，读取所有所述电流互感器对应的所述零序模量的最大值确定所述零序模量的最大值对应的所述电流互感器所在支路出现故障。上述进一步方案的有益效果是：由于短路点附近的母线受中性点接地的变压器与相邻线路的分流，其零序电流幅值势必逐级递减，因此可以推断，零序电流幅值的最大值必然出现在故障支路上，所以根据所述零序模量的最大值可以确定对应的所述电流互感器所在的支路出现故障。进一步：所述确定所述零序模量的最大值对应的所述电流互感器所在支路出现故障的具体实现为：将所述零序模量的最大值与筛选区间S1进行比较，并当仅有所述零序模量的最大值位于所述筛选区间内时，确定所述零序模量的最大值对应的所述电流互感器所在支路出现故障。上述进一步方案的有益效果是：由于电流互感器采样通常存在误差，当网络拓扑中存在类似弱馈情况，再加之互感器误差等与影响，可能使零序电流模量出现在非故障支路，通过所述筛选区间S1可以准确找出所有故障支路的电流互感器的采样值，排除非故障支路的电流互感器的采样值明显不符的情形，避免简单使用零序电流最大值进行故障支路识别可能会因误差而导致误判。进一步：所述判断模块确定区域电网零序网络中的各支路是否出现故障的具体实现为：将所有所述电流互感器对应的零序模量与筛选区间S1进行比较，将位于所述筛选区间S1内的所述零序模量对应的所述电流互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网高阻接地故障检测方法，其特征在于,包括如下步骤:步骤1:获取区域电网零序网络中每一个电流互感器的采样电流信息；步骤2:根据所述每一个电流互感器的采样电流信息获取对应的零序模量；步骤3:根据所述零序模量确定区域电网零序网络中的各支路是否出现故障。

【技术特征摘要】
1.一种电网高阻接地故障检测方法，其特征在于,包括如下步骤:步骤1:获取区域电网零序网络中每一个电流互感器的采样电流信息；步骤2:根据所述每一个电流互感器的采样电流信息获取对应的零序模量；步骤3:根据所述零序模量确定区域电网零序网络中的各支路是否出现故障。2.根据权利要求1所述的电网高阻接地故障检测方法，其特征在于,所述步骤3具体实现为：步骤31a：将所有所述电流互感器对应的零序模量进行比对排序，读取所有所述电流互感器对应的所述零序模量的最大值步骤32a：确定所述零序模量的最大值对应的所述电流互感器所在支路出现故障。3.根据权利要求2所述的电网高阻接地故障检测方法，其特征在于,所述步骤32a具体包括：将所述零序模量的最大值与筛选区间S1进行比较，并当仅有所述零序模量的最大值位于所述筛选区间内时，确定所述零序模量的最大值对应的所述电流互感器所在支路出现故障；其中，所述筛选区间S1为考虑电流互感器误差和输电线线路电容电流的影响预先设置,Ir为电流互感器误差和电容电流的整定值。4.根据权利要求1所述的电网高阻接地故障检测方法，其特征在于,所述步骤3的具体实现为：步骤31b：将所有所述电流互感器对应的零序模量与筛选区间S1进行比较，将位于所述筛选区间S1内的所述零序模量对应的所述电流互感器采集值设定为故障支路电流，并标记为步骤32b：当位于所述筛选区间S1内的所述故障支路电流数量大于或等于2时，确定所述故障支路电流对应的支路为疑似故障支路；步骤33b：当所述疑似故障支路对应的所述故障支路电流数量为一个时，确定所述疑似故障支路为故障支路，否则，确定所述疑似故障支路无故障；其中，每个支路上设有两个所述电流互感器，K＝1,2,3…N，所述筛选区间S1为考虑电流互感器误差和电容电流的影响预先设置,Ir为电流互感器误差和电容电流的整定值，为所述零序模量的最大值。5.一种电网高阻接地故障检测系统，其特征在于,包括：采样模...

【专利技术属性】
技术研发人员：林湘宁，金能，邢家维，李正天，
申请(专利权)人：华中科技大学，国网湖北省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42