馈线单相接地故障差动保护判别方法及系统技术方案

本申请提供一种馈线单相接地故障差动保护判别方法及系统，方法包括：计算非故障馈线零序电流幅值与中性点零序电流幅值之比，得到第一比值，以及计算故障馈线零序电流幅值与中性点零序电流幅值之比，得到第二比值；根据第一比值与第二比值，结合零序电流分布，构建馈线零序电流在零序电压方向上的投影相量；根据投影相量，构建馈线单相接地故障差动保护判据；选取中性点零序电流作为基准相量，根据单相接地故障差动保护判据得出零序电流投影差动保护判据；根据零序电流投影差动保护判据，判断故障馈线与非故障馈线。本申请提供的判别方法，能够实现故障馈线的准确、快速判别，提升接地故障保护的灵敏度，进而提高配电网供电运行的可靠性。行的可靠性。行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
馈线单相接地故障差动保护判别方法及系统


[0001]本申请涉及馈线单相接地故障判别
，尤其涉及一种馈线单相接地故障差动保护判别方法及系统。

技术介绍

[0002]采用定时限零序过电流保护的小电阻接地系统，可靠性较高，但为了躲开区外故障时流过线路的对地电容电流值，小电阻接地系统的保护整定值设置偏高。由于配网馈线深入用户终端，支路繁多，所处环境较为复杂，易发生高阻接地故障，其过渡电阻可达千欧以上。而由于部分高阻接地故障的故障特征微弱未能被保护装置检测，根据现场录波统计，配电网高阻接地故障约占所有故障的5％
‑
10％，而实际的故障比例会更高。
[0003]小电阻接地系统高阻接地故障的电流介于0
‑
75A之间，当小于保护启动门槛值时，故障不能被保护装置识别，保护装置易拒动。若故障长时间不能被隔离，极易发展为多点接地故障或相间短路故障，严重时还会造成设备损毁和人员伤亡的事故。在诸多小电阻接地系统单相接地故障保护的判别方法中，由于缺乏量测误差对保护性能影响的深入分析，导致一些判别方法对故障馈线的判别不够准确，且灵敏度低，工程适用性差。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种馈线单相接地故障差动保护判别方法及系统，以解决小电阻接地系统单相接地故障保护的判别方法对故障馈线的判别不准确，且灵敏度低的问题。
[0005]第一方面，本申请提供一种馈线单相接地故障差动保护判别方法，包括：
[0006]计算非故障馈线零序电流幅值与中性点零序电流幅值之比，得到第一比值，以及计算故障馈线零序电流幅值与中性点零序电流幅值之比，得到第二比值；
[0007]根据所述第一比值与所述第二比值，结合零序电流分布，构建馈线零序电流在零序电压方向上的投影相量；
[0008]根据所述投影相量，构建馈线单相接地故障差动保护判据；
[0009]选取所述中性点零序电流作为基准相量，根据所述单相接地故障差动保护判据得出零序电流投影差动保护判据；
[0010]根据所述零序电流投影差动保护判据，判断故障馈线与非故障馈线。
[0011]可选的，馈线零序电流在零序电压方向上的所述投影相量的模值为：
[0012][0013]其中，θ
′
为馈线零序电流超前零序电压相位角，为馈线零序电流在零序电压方向上的所述投影相量，为馈线零序电流。
[0014]可选的，当cosθ
′
>0时，所述投影相量的相角等于0
°
；当cosθ
′
<0时，所述投影相量的相角等于180
°
。
[0015]可选的，所述单相接地故障差动保护判据为：
[0016][0017]其中，K为差动保护的制动系数，为馈线零序电流在零序电压方向上的投影相量，为中性点零序电流。
[0018]可选的，所述制动系数K∈(1,+∞)。
[0019]可选的，所述零序电流投影差动保护判据为：
[0020][0021]其中，为相对于归一化后的相对值。
[0022]可选的，所述根据所述零序电流投影差动保护判据，判断故障馈线与非故障馈线包括：
[0023]若馈线满足所述零序电流投影差动保护判据，则所述馈线为故障馈线；
[0024]若馈线不满足所述零序电流投影差动保护判据，则所述馈线为非故障馈线。
[0025]可选的，所述零序电流分布规律为：
[0026][0027]其中，为故障馈线零序电流，为非故障馈线零序电流，为中性点零序电流。
[0028]第二方面，本申请提供一种馈线单相接地故障差动保护系统，应用于上述第一方面所提供的馈线单相接地故障差动保护判别方法，所述系统包括：三相电源、馈线和中性点接地电阻，所述馈线分别与所述三相电源电性相连，所述中性点接地电阻一端接地，所述中性点接地电阻另一端与所述三相电源电性相连。
[0029]由以上技术方案可知，本申请提供一种馈线单相接地故障差动保护判别方法及系统，所述方法包括：计算非故障馈线零序电流幅值与中性点零序电流幅值之比，得到第一比值，以及故障馈线零序电流幅值与中性点零序电流幅值之比，得到第二比值；根据第一比值与第二比值，结合零序电流分布，构建馈线零序电流在零序电压方向上的投影相量；根据投影相量，构建馈线单相接地故障差动保护判据；选取中性点零序电流作为基准相量，根据单相接地故障差动保护判据得出零序电流投影差动保护判据；根据零序电流投影差动保护判据，判断故障馈线与非故障馈线。本申请提供的判别方法，能够实现故障馈线的准确、快速判别，提升接地故障保护的灵敏度，进而提高配电网供电运行的可靠性。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本申请提供的小电阻接地系统馈线单相接地故障示意图；
[0032]图2为本申请提供的小电阻接地系统馈线单相接地故障零序网络图；
[0033]图3为本申请提供的单相接地故障零序电流投影示意图；
[0034]图4为零序电流投影差动保护判据在幅相平面中的动作特性；
[0035]图5为馈线单相接地故障差动保护判别方法的流程图。
具体实施方式
[0036]下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
[0037]小电阻接地系统高阻接地故障的电流介于0
‑
75A之间，当小于保护启动门槛值时，故障不能被保护装置识别，保护装置易拒动。若故障长时间不能被隔离，极易发展为多点接地故障或相间短路故障，严重时还会造成设备损毁和人员伤亡的事故。对故障馈线的判别是接地故障保护的重要环节，在诸多小电阻接地系统单相接地故障保护的判别方法中，由于缺乏量测误差对保护性能影响的深入分析，导致一些判别方法对故障馈线的判别不够准确，且灵敏度低，工程适用性差。
[0038]为解决上述问题，本申请部分实施例提供首先一种馈线单相接地故障差动保护系统。图1为本申请提供的小电阻接地系统馈线单相接地故障示意图，如图1所示，系统包括A、B、C三相电源、n条馈线和中性点接地电阻，n条馈线分别与A、B、C三相电源电性相连，中性点接地电阻一端接地，另一端与A、B、C三相电源电性相连。分别为A、B、C三相电源电动势，馈线L1…
L
n
的单相对地电容分别为C
01
…
C
0n
，RN为中性点接地电阻。本实施例中，令馈线L
n
的A相发生单相接地故障，R
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种馈线单相接地故障差动保护判别方法，其特征在于，包括：计算非故障馈线零序电流幅值与中性点零序电流幅值之比，得到第一比值，以及计算故障馈线零序电流幅值与中性点零序电流幅值之比，得到第二比值；根据所述第一比值与所述第二比值，结合零序电流分布，构建馈线零序电流在零序电压方向上的投影相量；根据所述投影相量，构建馈线单相接地故障差动保护判据；选取所述中性点零序电流作为基准相量，根据所述单相接地故障差动保护判据得出零序电流投影差动保护判据；根据所述零序电流投影差动保护判据，判断故障馈线与非故障馈线。2.根据权利要求1所述的馈线单相接地故障差动保护判别方法，其特征在于，馈线零序电流在零序电压方向上的所述投影相量的模值为：其中，θ
′
为馈线零序电流超前零序电压相位角，为馈线零序电流在零序电压方向上的所述投影相量，为馈线零序电流。3.根据权利要求2所述的馈线单相接地故障差动保护判别方法，其特征在于，当cosθ
′
>0时，所述投影相量的相角等于0
°
；当cosθ
′
<0时，所述投影相量的相角等于180
°
。4.根据权利要求1所述的馈线单相接地故障差动保...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷宇，陈虓，刘红文，杨文呈，黄笛，李佳，徐皖，何治海，瞿西江，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司临沧供电局，
类型：发明
国别省市：