[发明专利]用单一判据实现小电流接地系统单相接地故障的选线方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域，特别涉及到小电流接地系统发生单相接地故障时的选线方法。

背景技术

我国66kV及以下配网系统中性点均采用非直接接地方式，其中消弧线圈接地已经上升到主导方式，通常称为小电流接地系统。因接地故障电流小，故障特征不明显，与之配套的线路接地保护（以下简称选线）动作正确率低，对配网自动化的影响已经上升到首位。目前市场通用模式是采用多重判据完成接地选线，如比幅比相法、5次谐波法、有功功率法、首半波法、残流增量法、信号注入法、小波法、特征指纹法、连续判定法、粗糙理论法等等。尽管如此，动作正确率还是排在所有的继电保护装置之后。世纪初，统计到80~90%的接地选线装置退出运行。

2003年杨以涵教授公开了《小电流接地电网单相接地故障选线方法与装置》（申请号200310119119.2），提出了用多种判据的选线方法，将动作率正确率提高了一大步，各制造企业也随之效仿。运行统计出，过渡电阻接地占接地类型的绝大多数，事实表明，各种判据的选线准确率随着过渡电阻的增加而降低，运行情况均不理想。2004年国家电网公司《10kV～66kV消弧线圈装置技术标准》出台，第“2.4.5.2”条的规定，最大残流不超过5A，是指金属性接地故障，过渡电阻介入后，残流更小，这使得稳态判据越来越困难。 2004年颁布了电力行业标准《小接地电流系统单相接地保护装置》（DL/T872—2004），第“4.5.1”规定，接地选线的最小工作电压为20V，相当于过渡电阻上的压降占91.65%，以此推算出残流最大只有1A，最小可能接近零，暂态分量也极其微弱，在这种情况下，误选、漏选率会急速上升。

利用暂态分量实现选线（首半波法、小波法等）的理论基础是认定接地瞬间架空线路参数大都满足                                                （波阻取250～500Ω），接地故障瞬间产生的高幅值、高频率的衰减振荡电流比稳态值大十几倍乃至几十倍，这种暂态特征可以保证首半波法、小波法的正确选线。这里采用了单回架空线路分布参数的波阻数据，而所研究的配电线路，情况则大不相同。一段母线上通常有十数条主线路并联在一起，每条主线路上还有数条分支线（包括电缆线路）；变电站母线上、送出线路上还有数十乃至上百台配电变压器的入口电容，这些均是集中参数的特征，用分布参数推算出来的线路波阻值（250～500Ω）判定接地瞬间大都会产生暂态衰减振荡远远偏离实际。例如，对某35kV架空线路系统进行金属性接地测试，电容电流，振荡频率，等值电阻，与教科书上理论数值相差一个数量级之多。而今负荷集中的10kV线路，多为电缆线路或架空/电缆混合线路，推算只有数欧姆，衰减振荡的暂态分量根本不存在。有研究机构总结出，小波法距离实用还遥远。即使出现概率最低的金属性短路，衰减振荡电流的频率、幅值也远达不到分布参数推算出来的水平。

学术界早已经认定，小电流接地系统接地选线是电力企业一项重要的实用技术，至今没有得到很好的解决，当前没有任何一种单一选线方案能够适应小电流接地系统的各种情况，做到100%正确选线。寻求判据简单、高正确动作率的接地选线判据，是当前电力行业期待解决的课题。

发明内容

为了解决背景技术中提到的问题，经过多次试验，本发明使用接地故障瞬间传送电量符号的单一判据，满足（DL/T872—2004）选线技术标准，实现100%准确选线，突破当前必须使用多重判据的综合选线方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用单一判据实现小电流接地系统单相接地故障的选线方法，其包括以下步骤：

S1、采集所述小电流接地系统的各线路的零序电流波形；

S2、判断S1中所选取的电流启动信号是否大于预先设定的阈值I₀，如为是，进入S3；如为否，重回S1进行数据采集；

S3、电流比幅排序：依电流从大到小的顺序，选取前三回线路的电流值作为比较样本，其余样本放弃，该比较样本为：、、；

S4、计算样本电量：按、2ms≤t₀≤4ms,分别计算出三个比较样本在0- t₀时段传输的电量、 、；

S5、判断是否存在唯一符号反向的线路：如的符号与、相反，进入S6；、、的符号相同，转入S7；

S6、判定所对应的线路为故障线路；

S7、判定为母线故障；