[发明专利]一种输配电线路短路接地故障检测方法及检测设备

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备，具体地说涉及输配电线路短路故障和单相接地故障的检测。

背景技术

输配电线路分支多，线路长，负载复杂。但是，当出现短路或接地故障时，必须尽快排除这些故障，否则会严重影响供电质量和效率。而要排除故障首先必须找到故障发生的位置。首先在短路故障检测方法或原理方面，现有的指示短路故障的检测设备(也称故障指示器，后面简称检测设备)所采用的方法主要有下列三类：

第一类是采用过流法检测短路故障。这种方法是：预设一个远大于线路正常工作电流的故障电流预设值，当线路电流I出现一个大于该预设值时，即认为线路发生短路故障，参见图1的标号10。由于不同线路、同一线路的不同位置、不同时刻的运行方式使得线路的正常工作电流千变万化，如果预设值小了，线路负荷电流的正常波动超过预设值会导致检测设备误报警，或者预设值大了，有些线路的故障电流达不到预设值，检测设备无法检测到短路故障。

第二类方法是采用线路出线大电流冲击并且大电流冲击引起线路跳闸停电电流变为0的原理来判断短路故障，这个方法的特点是预设一个固定的大电流冲击预设值ΔI并结合电流为0做为判断短路故障的依据。变电站20通过断路器22以及不同的干线和分支线路为各负载，比如负载24供电。这个方法虽然反映了短路故障的特点，但是由于输配电线路分支多，用户各种各样，不同分支线路尤其是线路末端。末端短路故障时大电流冲击幅度小，干线上或部分支线上的大电流冲击较大。如果预定义的故障大电流冲击幅度较大，容易出现末端短路故障时的大电流冲击幅度不足(达不到预定义的值)而出现漏报警；而如果定义的故障大电流冲击幅度较小，则容易出现干线或分支线上的正常电流波动导致的误报警，参见图2。

第三类方法是采用线路电流正跳变时电流变化率即电流突变量与突变时间的比值(即微分法)并且大的电流变化率引起线路跳闸停电电流变为0这一短路故障的特点来判断短路故障，这个方法的特点是预设一个固定的电流变化率值并结合电流为0作为判断短路故障的依据。这个方法和第二个方法在本质上是一致的。因为在线路的干线、分支线、线路末端的各个地方电流正跳变变化率相差很大，并且输配电线路的不同地理位置、同一地理位置线路的不同运行方式、甚至不同的气候条件都会导致这个电流变化率的千变万化，甚至在需要根据不同线路的干线、分支线来决定这个变化率的大小。而且它们均利用线路电流为0做为线路跳闸停电的依据，而实际上姑且不论根据这些方法设计的检测设备能否有足够的灵敏度和精度实现对电流为0甚至很小电流值的检测，而且最大的问题是线路没有跳闸停电，但负荷全部退出运行时，线路电流就变为0或者很小，这时根据这些方法不可避免地会造成对短路故障的误判，因此这个方法在实际应用中受到严重制约。所以第二类、第三类方法设计的产品不适宜大规模生产和推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种受输配电线路运行管理、地理环境、负荷波动等影响较小的短路故障检测方法和设备。

本发明在第一方面提供一种短路故障的检测方法，该方法检测线路电流的变比率，当变比率突变，即I_f/I₀＞R_i时依据该突变的变比率判断线路短路故障，其中，I_f、I₀分别是突变后和突变前的线路电流，R_i是预设的变比率常数。

本发明在第二方面提供一种输配电线路故障的检测设备。该检测设备包括线路电流跟踪及转化电路，将线路电流信号转化成直流电压信号；线路电流检测电路，对直流电压信号进行突变状态的判断以及对线路电流突变前后的线路电流值进行采样；微处理器电路，配置用于：当出现突变状态时，计算突变前后的电流值，并在I_f/I₀＞R_i的情况下依据该突变的变比率判断短路故障，其中I_f、I₀分别是突变后和突变前的线路电流，R_i是变比率常数。

根据本发明制造的故障检测装置不会出现误告警或漏告警现象，能满足不同用户的需求，适宜于大规模生产。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，其中：

图1为采用过流法检测短路故障的示意图；

图2为采用大电流突变量或大电流正跳变电流变化率大于预设值的方法检测短路故障的示意图；

图3为采用本发明电流变比率突变的方法检测短路故障的示意图；