[发明专利]用于检测接地故障的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及检测电网的三相电线上的接地故障。

背景技术

电网中传统的和迄今为止最普遍的接地故障保护功能是基于利用零序电压极化的剩余电流。特别是在未接地并且补偿的配电网中，这种保护功能是基于Iocosphi、Iosinphi或者相位角标准。然而，在某些国家中，中性导纳保护已经变为优选甚至是必需的接地故障保护功能。1997年6月，Birmingham，CIRED97，J Lorenc等人的文章“Admittance criteria for earth fault detection in substation automation systems in Polish distribution power networks(用于Polish配电网中的分站自动化系统中的接地故障检测的导纳标准)”公开了实现基于接地故障保护的中性导纳的示例。

简单说，中性导纳保护是基于评估以下商：Y_o=I_o/-U_o，即根据剩余电流I_o和剩余电压U_o的基本频率相矢量所计算的网络中性导纳，并且在中性导纳域(Y_o-域)中将该结果与预定的操作边界(操作特征)进行比较。例如，剩余电流I_o可以利用电缆芯转换器来测量并且剩余电压U_o可以根据单极隔离的变压器的开口三角形连接的第三极(tertiaries)来测量。

WO2010/061055公开了利用由于故障引起的剩余电流和剩余电压的变化来计算中性导纳的替换方法：

Y_o=ΔI_o/(-ΔU_o)，

其中

ΔI_o=I_o(t₂)–I_o(t₁)，

ΔU_o=U_o(t₂)–U_o(t₁)，

t1和t2是指在故障前(t1)和故障期间(t2)的两个独立的时间实例。

此外，WO2010/061055公开了中性导纳保护特性，其中中性导纳域(Y_o-域)中的操作特性限定封闭区域，使得封闭区域的中心从导纳平面的原点朝向负电纳方向和/或负电导方向偏离。

在接地故障保护功能中，其操作是基于所测量的中性导纳，该操作发生在中性导纳域(Y_o-域)中。这意味着具有导纳保护功能的中继端子需要以中性导纳为单位(即以西门子或者实际上以微西门子为单位)进行设置。使用保护设备的使用人员可能不熟悉中性导纳的这种单位和和概念。这种单位可能被认为不实用和难以理解，因为它们很少在保护设计中使用。尽管基于中性导纳的接地故障保护可能具有优势，但由于上述原因，可能阻止基于中性导纳的接地故障保护的广泛实施。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供克服上述问题或者至少减轻它们的方法和用于实施该方法的装置。本发明的目的通过具有在独立权利要求中所陈述的特征的方法和计算机程序产品以及装置来实现。本发明的优选实施例公开在从属权利要求中。