基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法技术

本发明专利技术公开了基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法，具体包括以下步骤：T1、通过零序电压互感器和零序电流互感器测量线路零序电压与零序电流，T2、根据需要满足的接地故障过渡电阻要求和零序互感器的精度确定零序有功功率的门限值，T3、计算测量点零序电压与零序电流的幅值和相位以及零序有功功率，本发明专利技术涉及电力技术领域。该基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法，通过采用专用的零序电压互感器和零序电流互感器，测量范围宽，测量精度高，精确计算线路零序电压与零序电流的幅值和相位，实现单相接地故障的就地定位和故障隔离，缩小故障区间到线路两开关之间，实现接地选线和故障定位。

Location method of single phase to ground in 10kV distribution network based on zero sequence active component

【技术实现步骤摘要】
基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法
本专利技术涉及电力
，具体为基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法。
技术介绍
配电网中高达80％的故障类型时单相接地故障，由于中性点不接地或者经过消弧线圈接地系统发生接地故障时故障特征不明显，故障电流小，易于形成弧光或间歇性接地故障，传统保护装置通过外加信号法或故障稳态信号法进行故障判断的准确性和灵敏性不高，线路长时间带故障运行可能引发火灾或对接地点周围人身安全造成威胁。通过附加装置向线路注入特定频率的交流电路信号，信号通过故障线路、接地故障点形成回路，沿线路跟踪寻找“S信号”通路可确定故障位置，此方法需要增加专用设备，受到运行、管理、场地等因素的影响，且注入信号能量有限，在接地电阻大于1或故障点距离过远时“S信号”过于微弱而无法准确测量，故障信号法通过工频零序电流比幅比相进行故障判断，故障线路零序电流等于所有其他非故障线路零序电流之和，且故障线路与非故障线路零序电流方向相反，但这种方法主要适用于中性点不接地系统，受线路长度、系统运行方式、过渡电阻值、线路不平衡电流影响，选线能力和灵敏度下降。配电网中性点接地方式不同，系统的运行方式与故障电气量特征也不同。对于中性点不接地系统，发生接地故障后共母线线路线电压和负荷电流均保持正常，由对地电容、线路阻抗、接地阻抗构成的零序回路零序电流小，但在接地故障点存在电弧形式的电流通路，可能会引起弧光过电压、可燃物燃烧、人身触电等事故。中性点经消弧线圈接地系统零序回路接入对地电感，系统零序回路由容性变为感性，线路零序电流方向为由母线流向线路。这两种接地方式称为中性点非有效接地方式，接地故障特征量微弱，故障选线定位困难。对于中性点经小电阻接地方式，发生故障后接地故障点和中性点形成回路，故障相会流过较大的短路电流，可以通过保护装置的零序过流保护切除故障。短路电流取决于接地点阻抗和中性点对地阻抗，在接地点阻抗大于100Ω后，短路电流变小，故障特征不明显，会导致故障长时间无法被切除，危害电力系统的稳定性。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法，解决了在接地故障点存在电弧形式的电流通路，会引起弧光过电压、可燃物燃烧、人身触电等事故，同时采用中性点非有效接地方式，接地故障特征量微弱，故障选线定位困难，在接地点阻抗大于100Ω后，短路电流变小，故障特征不明显，会导致故障长时间无法被切除，危害电力系统稳定性的问题。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法，具体包括以下步骤：T1、通过专用零序电压互感器和零序电流互感器测量线路零序电压与零序电流，设置零序电流从母线流向线路为正向，测量数据通过电缆线传输到控制器；T2、根据需要满足的接地故障过渡电阻要求和零序互感器的精度确定零序有功功率的门限值，根据共母线对地电容参数和接地故障过渡电阻要求确定零序电压门限值，然后设定接地故障判断的零序电压条件和零序有功功率条件；T3、计算测量点零序电压与零序电流的幅值和相位以及零序有功功率，满足零序电压条件和零序有功功率条件时，启动单相接地故障保护。优选的，基于有功功率法的接地故障定位方法包括采样单元、控制单元及动作单元。优选的，所述采样单元通过高精度零序电压、电流互感器测量线路零序电压和零序电流。优选的，所述控制单元计算出零序电压和零序电流的幅值与相位以及零序有功功率P0。优选的，所述动作单元是在满足零序电压条件和零序电流条件后，如果零序有功功率P0大于定值且满足延时条件后判断为区外故障，如果零序有功功率P0小于定值且满足延时条件后判断为区内故障，延时过程内不满足零序电压或零序电流或零序有功功率条件则保护复归。优选的，所述步骤T3中达到保护动作条件启动后，过定值时间T0开始计时，当满足设定的过定值时间条件后，保护动作于告警或跳闸。(三)有益效果本专利技术提供了一种基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法。与现有技术相比具备以下有益效果：(1)、该基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法，通过采用专用的零序电压互感器和零序电流互感器，测量范围宽，测量精度高，精确计算线路零序电压与零序电流的幅值和相位。(2)、该基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法，通过与线路开关相结合，实现单相接地故障的就地定位和故障隔离，缩小故障区间到线路两开关之间，实现接地选线和故障定位。(3)、该基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法，可实现中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障判断，通过零序电压、零序电流、零序有功功率定值定位接地故障点位置在保护范围内或者保护范围外，可实现低阻到高阻(10Ω-2000Ω)不同接地电阻的故障定位。附图说明图1为本专利技术接地故障判断逻辑框图；图2为本专利技术实施例中10kV配电网共母线线路示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-2，本专利技术实施例提供一种技术方案：一种基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法，具体包括以下步骤：T1、通过专用零序电压互感器和零序电流互感器测量线路零序电压与零序电流，设置零序电流从母线流向线路为正向，测量数据通过电缆线传输到控制器；T2、根据需要满足的接地故障过渡电阻要求和零序互感器的精度确定零序有功功率的门限值，根据共母线对地电容参数和接地故障过渡电阻要求确定零序电压门限值，然后设定接地故障判断的零序电压条件和零序有功功率条件；T3、计算测量点零序电压与零序电流的幅值和相位以及零序有功功率，满足零序电压条件和零序有功功率条件时，启动单相接地故障保护，达到保护动作条件启动后，过定值时间T0开始计时，当满足设定的过定值时间条件后，保护动作于告警或跳闸，保护动作流程如图1所示。本专利技术中，基于有功功率法的接地故障定位方法包括采样单元、控制单元及动作单元，具体的保护动作原理如图1所示，采样单元通过高精度零序电压、电流互感器测量线路零序电压和零序电流，控制单元计算出零序电压和零序电流的幅值与相位以及零序有功功率P0，动作单元是在满足零序电压条件和零序电流条件后，如果零序有功功率P0大于定值且满足延时条件后判断为区外故障，如果零序有功功率P0小于定值且满足延时条件后判断为区内故障，延时过程内不满足零序电压或零序电流或零序有功功率条件则保护复归。本专利技术基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法，其具体实施例如下：如图2所示线路，10kV本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法，其特征在于：具体包括以下步骤：/nT1、通过零序电压互感器和零序电流互感器测量线路零序电压与零序电流，设置零序电流从母线流向线路为正向，测量数据通过电缆线传输到控制器；/nT2、根据需要满足的接地故障过渡电阻要求和零序互感器的精度确定零序有功功率的门限值，根据共母线对地电容参数和接地故障过渡电阻要求确定零序电压门限值，然后设定接地故障判断的零序电压条件和零序有功功率条件；/nT3、计算测量点零序电压与零序电流的幅值和相位以及零序有功功率，满足零序电压条件和零序有功功率条件时，启动单相接地故障保护。/n

【技术特征摘要】
1.基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
T1、通过零序电压互感器和零序电流互感器测量线路零序电压与零序电流，设置零序电流从母线流向线路为正向，测量数据通过电缆线传输到控制器；
T2、根据需要满足的接地故障过渡电阻要求和零序互感器的精度确定零序有功功率的门限值，根据共母线对地电容参数和接地故障过渡电阻要求确定零序电压门限值，然后设定接地故障判断的零序电压条件和零序有功功率条件；
T3、计算测量点零序电压与零序电流的幅值和相位以及零序有功功率，满足零序电压条件和零序有功功率条件时，启动单相接地故障保护。


2.根据权利要求1所述的基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定位方法，其特征在于：基于有功功率法的接地故障定位方法包括采样单元、控制单元及动作单元，具体的保护动作原理如图1所示。


3.根据权利要求2所述的基于零序有功分量的10kV配电网单相接地定...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁钢，罗立波，张颖，陈进，赵红军，王建辉，董昱廷，付林，李娟，李忠政，杜彬，范建兵，张利阳，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司经济技术研究院，西安兴汇电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65