一種基于暫態變化量功率方向原理的小電流接地選線方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電力系統繼電保護和自動化技術領域，具體設及一種基于暫態變化量 功率方向原理的小電流接地選線方法。
【背景技術】
[0002] 由于小電流接地系統在單相接地故障時候不會產生大的短路電流，而且相與相之 間的線電壓仍保持對稱，不必立即斷開故障電路，不影響對負荷的供電等諸多優點，因此我 國6~66kV配電網廣泛采用小電流接地方式。但是，系統在單相接地W后長時間運行易使 故障發展成兩點或多點接地短路，弧光接地還會引起全系統過電壓，進而損壞設備，危害系 統安全運行，所W必須及時找到故障線路予W切除。由于小電流接地電網單相接地時故障 電流非常小，加之配電網結構復雜，運行方式多變，使配電網的故障選線受到很多的限制， 該就給故障選線保護造成困難，需采取相關措施快速、準確選線。
[0003] 目前業界采用的小電流接地選線方法歸納起來有W下=種：暫態信號選線法、穩 態信號選線法W及注入信號量選線法。其中目前在用暫態信號選線方法沒有解決暫態準 確判據問題；穩態信號方法受系統運行方式、中屯、點接地方式影響嚴重，選線效果不怎么理 想；注入信號方法不僅需要增加一次設備，并且會給系統增加了額外的故障隱患外，同時存 在著注入信號的可靠傳變、采集處理的問題，實際效果也不夠理想，尤其在象煤礦井下該種 特殊運行環境中。更重要的是W上=類方法均無法做到多級階梯供電協同的接地點定位。

【發明內容】

[0004] 為解決現有技術存在的問題，本發明提供一種基于暫態變化量功率方向原理的小 電流接地選線方法，W快速準確確定接地支路，指導故障快速清除，防止事故擴大，保護設 備W及人身安全。
[0005] 本發明具體采用W下技術方案。
[0006] 一種基于暫態變化量功率方向原理的小電流接地選線方法，其特征在于，所述選 線方法包括W下步驟：
[0007] (1)利用互感器采集變電所內各支路的零序電流31。和零序電壓抓。；
[000引 （2)通過零序電壓越限判據檢測是否發生線路單相接地故障，所述零序電壓越限 判據為：
[0009] 3U。>Uwt，并保持設定時間；其中，3U。為零序電壓穩態量，Uwt為設定的啟動判別 定值；
[0010] (3)當判斷出發生線路單相接地W后，立即提取當前時刻前60毫秒存儲的采樣數 據，利用W下公式計算出各支路暫態零序功率特征量即各支路接地特征量化，將化保存；
[0011]
[0012] 其中，X表示在60毫秒內所存儲的采樣數據的序號，P表示在60毫秒內所存儲的 采樣數據的總數；
[0013] (4)根據支路暫態零序功率特征量化的正負，把各支路分成兩組，暫態零序功率 特征量化為負的一組支路為接地支路組，暫態零序功率特征量化為正的支路為非接地支 路；
[0014] 妨根據一次系統拓撲結構，在步驟（4)得到的接地支路組中找出其中距離電源 端最遠的支路判為實際接地支路。
[0015] 本發明優選W下方案：
[0016] 在步驟（2)中，設定時間為25毫秒，啟動判別定值為18V。
[0017] 本發明基于暫態變化量功率方向原理的小電流接地選線方法具有很高的可靠性 和準確性，不受接地方式、補償裝置影響，不用額外的信號源，提高了選線的準確性W及選 線速度，同時可W做到接地點定位，對于特殊用電環境（如煤礦井下供電）意義重大。
【附圖說明】
[001引圖1為接地實驗系統示意圖；
[0019] 圖2為本發明的基于暫態變化量功率方向原理的小電流接地選線方法流程圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖和實例對本發明作進一步的詳細說明。
[0021] 本發明具體采用W下技術方案。
[0022] 下面W圖1所示的配電網絡系統為例，介紹本發明的小電流接地選線方法。圖1 所示，電源為一個中性點經消弧線圈接地的降壓變壓器，下帶=級母線，每級母線都帶有負 荷。按照圖1實時測量每條線路出口處的零序電流（31。）W及母線零序電壓（3U。)，結合3U0 穩態值越限判據確定發生單相接地故障，通過比對發生單相接地時各支路的零序暫態功率 特征量準確選擇接地線路。本申請公開的基于暫態變化量功率方向原理的小電流接地選線 方法如圖2所示，包括W下步驟：
[0023] 步驟1、通過互感器采集系統內各支路（附圖1中的lineO~line3-3-2,共17條 支路）的零序電流310和零序電壓3U0,循環存入一個可容納=個周波數據寬度的采樣緩沖 區。
[0024] 步驟2、通過零序電壓越限判據檢測是否發生線路單相接地故障，系統零序電壓每 次采集完成W后，按1毫秒等間隔抽出零序電壓采樣，利用傅氏算法計算出零序電壓穩態 值3U0,與啟動判別定值化et進行比較，如果3U0〉化et并保持25毫秒，即認為剛才的60毫 秒內剛剛發生了單相接地故障，立即啟動接地選線邏輯。在本申請的實施例中優選啟動判 別定值化et為18V。
[0025] 步驟3、當判斷出發生線路單相接地W后，立即提取當前時刻前60毫秒存儲的高 速采樣數據，采用公式：
[0026]
[0027] 計算出各支路暫態零序功率特征量，作為支路接地特征量化，將化保存，X表示在 60毫秒內所存儲的采樣數據的序號，P表示在60毫秒內所存儲的采樣數據的總數。
[002引步驟4、接地選線裝置根據化中數據的正負把線路支路分成兩組，結果為負的一 組判為接地線路組。
[0029] 單相單點接地線路故障時，接地組成員特征量應呈現：
[0030] 接地組線路的總個數不超過總的線路等級數（在圖1中最大接地組線路數不超過 4)。
[0031]例；
[0032] 在圖1中的K5點接地時候，接地線路組應該是lineO、line2、line2-2、 line2-2-4 ；
[0033] 如果K4點接地時，接地線路組應該是lineO、line3、line3-3 ;
[0034] 步驟5、根據一次系統拓撲結構，在步驟4得到的接地支路組中找出其中距離電源 端最遠的支路判為實際接地支路：
[0035] 在圖1中的K5點接地的話，由于line2-2-4最靠近負荷端，距離電源最遠，K5處的 零序電流會流過組內其他幾條線路，依據判據選線裝置會選擇line2-2-4作為接地線路；
[0036] 如果K4點接地的話，接地線路組中line3-3最靠近負荷端，距離電源最遠，K4處 的零序電流會流過組內其他幾條線路，依據判據選線裝置會選擇line3-3作為接地線路。
[0037] W上給出的實施案例用W說明本發明和它的實際應用，并非對本發明作任何形式 上的限制，任何一個本專業的技術人員在不偏離本發明技術方案的范圍內，依據W上技術 和方法作一定的修飾和變更當視為等同變化的等效實施例。
【主權項】
1. 一種基于暫態變化量功率方向原理的小電流接地選線方法，其特征在于：該方法利 用高速采樣的零序電流和零序電壓變化量功率，結合零序電壓3U0穩態值越限判據確定發 生單相接地故障，通過比對發生單相接地時各支路的零序暫態功率特征量準確選擇接地線 路。2. -種基于暫態變化量功率方向原理的小電流接地選線方法，其特征在于，所述選線 方法包括以下步驟： (1) 利用互感器采集變電所內各支路的零序電流3、和零序電壓3U。； (2) 通過零序電壓越限判據檢測是否發生線路單相接地故障，所述零序電壓越限判據 為： 3% >Usrt，并保持設定時間；其中，3%為零序電壓穩態量，Usrt為設定的啟動判別定值； (3) 當判斷出發生線路單相接地以后，立即提取當前時刻前60毫秒存儲的采樣數據， 利用以下公式計算出各支路暫態零序功率特征量即各支路接地特征量Cn，將Cn保存；其中，X表示在60毫秒內所存儲的采樣數據的序號，P表示在60毫秒內所存儲的采樣 數據的總數； (4) 根據支路暫態零序功率特征量Cn的正負，把各支路分成兩組，暫態零序功率特征 量Cn為負的一組支路為接地支路組，暫態零序功率特征量Cn為正的支路為非接地支路； (5) 根據一次系統拓撲結構，在步驟（4)得到的接地支路組中找出其中距離電源端最 遠的支路判為實際接地支路。3. 根據權利要求2所述的小電流接地選線方法，其特征在于： 在步驟（2)中，設定時間為25毫秒，啟動判別定值為18V。
【專利摘要】本發明公開了一種基于暫態變化量功率方向原理的小電流接地選線方法，該方法利用高速采樣的零序電流和零序電壓變化量功率，結合3U0穩態值越限判據確定發生單相接地故障，通過比對發生單相接地時各支路的零序暫態功率特征量準確選擇接地線路。本發明具有很高的可靠性和準確性，不受接地方式、補償裝置影響，不用額外的信號源，提高了選線的準確性以及選線速度。
【IPC分類】G01R31/08
【公開號】CN104950217
【申請號】CN201510336473
【發明人】耿勇齊, 李繼晟
【申請人】北京四方繼保自動化股份有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月17日