用于确定距相对地故障的距离的方法和设备技术

一种用于确定距电网的三相电线上的相对地故障的距离的方法和设备，该设备包括：用于在三相电线（30）上的相对地故障（F）期间当所述电线（30）之外的电网的中性点对地导纳具有第一值时以及当所述电线（30）之外的电网的中性点对地导纳具有不同于第一值的第二值时确定电网的残余电压的值和在测量点（40）处所述电线的零序电流的值的装置（40）；以及用于基于所确定的残余电压值和零序电流值来确定从测量点（40）到相对地故障（F）的距离的装置（40）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及确定距电网的三相电线上的相对地(phase-to-earth)故障的距离。
技术介绍
中性点通过消弧线圈(Petersen coil)接地的配电网在世界各地越来越普及。该补偿的主要优点在于由于降低的接地故障电流，接地故障通常自熄，因而用户停电的次数降低。然而，小的故障电流对系统的保护提出了挑战，尤其是对故障定位提出了挑战。文献 〃 Earth fault distance computation with fundamental frequencysignals based on measurements in substation supply bay " ; Seppo HMnninen,Matti Lehtonen; VTT Research Notes2153;Espoo2002 公开了用于在消弧线圈补偿网络中对单相接地故障进行故障定位的方法的示例。所公开的方法采用故障期间测定量的变化 (记为Λ)。通过改变补偿线圈的阻抗来获得故障期间的变化。在实际中，这意味着补偿线圈的并联电阻器的接通或断开。该方法基于变电站供给架(substation supply bay)中的测量。故障距离计算过程包含以下步骤步骤#1 :检测消弧线圈的并联电阻器是接通还是断开。步骤#2 :通过监视相对地电压的幅值来识别故障相。故障相的获知是必要的，因为其确定在所公开的故障距离计算中使用的量的选择。步骤#3 :假定故障电流变化为AIf = 3 * AI2 5其中，Δ72是负序分量的变化(在故障期间，变化之后的测量值(2)减去变化之前的测量值(I))。步骤#4 电压变化是故障相(例如相LI的故障)的电压的变化&ifR=UR(1)-Um步骤#5 :可以求解出故障距离d (以线路长度的每单位计)d = 3 */ Δ/厂)/(X, + X,十 )其中，XrXpX2分别是线路的零序电抗、正序电抗和负序电抗。EP1304580描述了用于补偿网络的故障距离计算方法，其也采用了故障期间测定量的变化。所公开的方法基于对馈线架的测量，并且在故障距离计算中使用的方程是从公知的、对单相接地故障适用的对称分量等效电路得到的。故障电流变化^基于测得的残余电流，并且设置表示保护线的零序导纳的go—被用来提高故障电流变化估计的准确性。上述两种方法均具有如下缺点必须获得所有的相对地电压和所有的相电流以计算故障距离。在实际中，这通常是一个限制，因为这些值未必容易获得并且可能因而需要另外的测量装置。此外，在相距离计算中使用相电压需要安全的故障相识别过程，否则计算过程会失败。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种方法和一种用于实施该方法的设备，以克服上述问题或至少缓解上述问题。本专利技术的目的通过以独立权利要求中所描述的为特征的方法和设备来实现。在从属权利要求中公开了本专利技术的优选实施方式。本专利技术基于如下构思使用电网的残余电压的变化来作为故障相中的电压的变化的近似。此外，本专利技术基于对电网的零序电路进行建模。本专利技术的方法和设备的优点如下对于距离计算，仅需要残余电压值和零序电流值，而不需要所有的相对地电压和所有的相电流。残余电压值和零序电流值通常容易获得，因而将本专利技术实施到现有系统通常不需要另外的测量装置。附图说明 在下文中，将参照附图借助于优选实施方式来更加详细地描述本专利技术，其中图I是示出电网的示图；以及图2是根据实施方式的等效电路。具体实施例方式本专利技术的应用不限于任何特定系统，而是可以与各种三相电力系统结合使用，以确定距电网的三相电线上的相对地故障的距离。电线例如可以是馈线(feeder)，也可以是架空线或电缆或它们的组合。其中实施本专利技术的电力系统例如可以是输电网或配电网或其组成部分，并且可以包括若干馈线或线段(section)。此外，本专利技术的使用不限于采用50Hz或60Hz基频的系统或任何特定的电压电平。图I是示出可在其中应用本专利技术的电网的简化示图。该图仅示出了用于理解本专利技术所需的部件。该示例性网络可以是通过包括变压器10和母线20的变电站来馈电的中压(例如20kV)配电网。所示网络还包括电线引出线即馈线，单独示出了其中一条馈线30。除了线路30，其他可能的馈线以及其他网络部分被称为“后台网络”。该图还示出了位于线路30的起始处的保护继电器单元40以及接地故障点F。保护继电器单元40可以位于变电站内部。应当注意，在该网络中可以存在任意数目的馈线或其他网络元件。还可以存在若干馈电变电站。此外，例如，本专利技术可以与不具有变压器10的开关站(switching station)—起使用。该网络是三相网络，但为了清楚起见，图中未示出各相。在图I的示例性系统中，本专利技术的功能例如可以位于继电器单元40中。也可以例如仅在单元40的位置处执行一些测量，并且然后将结果传送到另一个位置中的另一个或多个单元(图中未示出)以进行进一步处理。换句话说，继电器单元40可以是仅用于测量的单元，而本专利技术的功能或部分功能可以位于另外的一个或多个单元中。在下述实施方式中所需的电流值和电压值可以通过例如包括电流和电压传感器的合适的测量装置(图中未示出)来获得。在大多数现有保护系统中，这些值可容易得到，并且因此各种实施方式的实施并不一定需要任何另外的测量装置。可以根据相电压来确定电网的残余电压，或者例如通过从由电压互感器形成的开口三角形绕组测量残余电压来确定残余电压。可以使用位于测量点例如继电器单元40处的合适的电流测量装置来确定电线30的零序电流。如何获得这些值与本专利技术的基本思想无关，而是取决于具体的电力系统。可以通过例如与电力系统相关联的保护继电器40来检测发生在三相电线30上的相对地故障F。然而，如何检测这样的故障的具体方式与本专利技术的基本思想无关。根据实施方式，可以通过利用在相对地故障期间当电线30之外的电网的中性点对地导纳从第一值变化到不同于第一值的第二值时电网的残余电压的变化和在测量点处电线30的零序电流的变化来确定从测量点例如继电器单元40到故障F的距离。可以通过例如改变补偿线圈的阻抗来获得故障期间的变化。通常这意味着补偿线圈的并联电阻器的接通或断开或补偿线圈的补偿度的改变。但是该变化可以是在故障期间电线30之外的电网的中性点对地导纳的任何变化，该变化导致电压和电流大小的改变。因此，本专利技术不限于消弧线圈补偿网络。发起距离计算的事件可以是来自补偿设备的外部信号，其表明例如并联电阻器的接通或者另一种变化。可替选地，发起距离计算的事件可以是内部监视的残余电流的阻性电流分量的变化△:权利要求1.一种用于确定距电网的三相电线上的相对地故障的距离的方法，所述方法包括 在所述三相电线(30)上的相对地故障(F)期间，当所述电线(30)之外的电网的中性点对地导纳具有第一值时，以及当所述电线之外的电网的中性点对地导纳具有不同于所述第一值的第二值时，确定所述电网的残余电压的值和在测量点(40)处所述电线的零序电流的值；以及 基于所确定的残余电压值和零序电流值，确定从所述测量点(40)到所述相对地故障(F)的距离，其特征在于，使用以下方程来确定所述距离a 女 d2+b 女 d+c = O 其中， d=以每单位(p. u.)计的故障距离2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿里·瓦尔罗斯，扬内·阿尔托宁，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：
国别省市：