[发明专利]一种配电网接地故障消弧和保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电网接地故障消弧和保护方法。

背景技术

配电网深入用户终端，运行环境多变，易发生随机故障。约70％的故障是瞬时性接地故障。配电网对地存在电容和泄漏电阻，接地故障电流为电容电流和泄漏电流，为限制接地故障电流，我国配电网一般采用中性点不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地等中性点非有效接地运行方式。随着城乡电网发展，电容电流增大，瞬时性接地故障消弧能力差，故障点的电弧难以自行熄灭，易产生故障过电压，引起多重事故，甚至造成多组开关柜和变压器烧毁的“火烧连营”事故，引发大面积停电，危及电网安全，影响社会稳定。

影响接地故障消弧的因素有：故障电流、间歇电弧过电压(包括故障相电压的恢复初速度、恢复时间与幅值)。故障电流越小，介质损伤越小，越有利于故障消弧；故障相电压的恢复初速度越慢、恢复时间越长、幅值越小，越难重新击穿绝缘介质，阻止电弧重燃，越有利于故障消弧。

当前配电网故障消弧方法一般从减小故障电流的角度出发，采用电流消弧法，仅仅以补偿电容电流为控制目标，该方法只能减少故障点无功残流，不能限制接地故障有功泄漏电流，没有直接考虑间歇电弧过电压，抑制过电压能力有限，接地故障消弧能力差，易发展为永久性故障，导致故障跳闸率和用户停电率高。

配电网接地保护技术一般通过接地故障电流自身特征量，简单判断，检测故障线路；由于小电流接地系统，接地故障电流小，故障特征量小，检测可靠性低，不能直接动作跳闸。

因此，发明一种配电网接地故障消弧和保护方法，实现瞬时故障的100％消弧、永久故障的快速跳闸隔离，具有深远意义和广阔应用前景。

发明内容

本发明提供一种新型的配电网接地故障消弧和保护方法，实现瞬时故障的100％消弧、永久故障的快速跳闸隔离，从而减少相间故障发生的几率，缩短配电网带故障运行时间，有效避免“火烧联营”事故发生，解决配电网故障消弧效果差、现有保护方法可靠性低的技术难题。

本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤：

1)连续测量配电网三相电压和零序电压，检测接地故障和故障相；

2)接地故障发生时，向配电网注入电流强制故障相电压为零和接地故障电流为零；

3)延时一段时间，减小注入电流，如果零序电压成正比例减小，表明故障点已熄弧，判断为瞬时性故障，减小注入电流到零，恢复配电网正常运行；否则，判断为永久性故障，改变注入电流，测量各条馈线的零序电流，根据零序电流变化量的幅值检测并隔离故障馈线，恢复配电网正常运行。

对于中性点不接地配电网，上述步骤2)中注入电流从配电网中性点或任意一相母线或任意一相线路注入，为：

I·i=-3E·φr0-j3E·φωC0]]>

上式中(φ＝A或B或C)为配电网故障相的电源电压，C₀为配电网单相对地电容，r₀为配电网单相对地泄漏电阻，ω为配电网工频角频率。

对于中性点经消弧线圈接地配电网，上述步骤2)中从配电网任意一相母线或任意一相线路或中性点或消弧线圈二次侧注入，折算到一次侧的注入电流为：