[发明专利]基于暂态零序电流特征的母线保护方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及单相接地故障保护技术领域，尤其涉及的是基于暂态零序电流特征的母线保护方法及系统。

背景技术

单相接地故障是配电网系统最常见的故障形式，占所有故障的80％以上。近年来，基于零序电流暂态分量的选线技术得到迅速发展和应用，尤其是自适应零序电流故障特征选线方法，其选线准确率越来越接近继电保护动作的可靠性。随着选线正确率的提高，单相接地故障选跳技术开始得到应用和推广，特别地，贵州电网在该领域的研究和应用走在国内前列，并且日渐成熟。

由于相间短路故障往往是由单相接地故障发展演变而来，因此，当发生单相接地时需要尽快切除故障。但在实际生产运行过程，当检测到发生线路单相接地故障时，往往会视接地线路负荷重要程度而采取不同的处理措施，系统带接地故障运行时间有所差异，在故障排除期间若演变成相间短路，则由保护直接跳闸切除故障。

与线路相比，母线发生故障的概率相对较小，人们对此的研究和重视不够，尤其是在35kV及以下的低压配电网。我国国标《继电保护及安全自动装置技术规程》规定：

(1)在110kV的双母线和220kV及以上的母线上，为保证快速地有选择性地切除任一组(或段)母线上的故障，而另一组(或段)无故障母线仍能继续运行，应装设专用的母线保护。对于一个半断路器接线的每组母线应装设两套母线保护。

(2)110kV以上的单母线，重要发电厂的35kV母线或高压侧为110kV及以上的重要降压变电站的35kV母线，按照系统的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护。

规程的规定意味着：大部分的35kV及以下电压等级的母线并不需要装设专用的母线保护。实际上也如此，大多数低压母线目前并没有装设专用的母线保护，只能依靠带延时(跟馈线保护配合需要，以防止越级跳闸)的变压器后备保护或进线过流保护来应对。由于母线故障相对比较少，人们并未重视这种解决方式背后的隐患，母线故障一旦发生，后果将十分严重，因为：

1)母线处于变压器出口，故障时短路电流很大，带延时切除对设备安全运行影响很大；

2)母线短路，需要切除进线，导致整个母线失电，影响面非常广。

母线故障是电气设备最严重的故障之一，而母线单相接地故障是引发母线短路故障的主要原因。

有鉴于此，研究低压配电网母线单相接地故障保护方法，如何实现可靠识别母线接地并及时快速切除，是目前亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供基于暂态零序电流特征的母线保护方法及系统，旨在解决现有的35kV及以下电压等级的母线无专用母线保护方案的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于暂态零序电流特征的母线保护方法，其中，包括以下步骤：

S100、实时获取所有线路的零序电流的矢量和；

S200、将所述矢量和的绝对值与预先设定的阈值电流进行比较：若所述矢量和的绝对值大于预先设定的阈值电流，则判定为母线单相接地故障；

S300、当出现母线单相接地故障后，判断母线接地故障的严重程度属于第一严重程度还是第二严重程度，并采用相应的措施：若属于第一严重程度，则经延时后，跳进线开关；若属于第二严重程度则发出相应警告。

所述的基于暂态零序电流特征的母线保护方法，其中，所述预先设定的阈值电流取正常运行状态下所有线路零序电流的矢量和的绝对值的1.5倍到2倍之间的数值。

所述的基于暂态零序电流特征的母线保护方法，其中，所述步骤S200中，若所述矢量和的绝对值小于预先设定的阈值电流，则判定为线路单相接地故障。

所述的基于暂态零序电流特征的母线保护方法，其中，所述步骤S300中，判断母线接地故障的严重程度属于第一严重程度还是第二严重程度具体采用：比较I_L与I_Set的大小；若I_L>I_Set，则属于第一严重程度；

其中，I_L为消弧线圈补偿电流，I_Set为系统最大电容电流的0.5倍～0.9倍。

一种基于暂态零序电流特征的母线保护方法，其中，包括以下步骤：

S110、实时获取所有线路的制动电流和差动电流；

S210、将所述制动电流与预先设定的制动电流门槛值进行比较：若所述制动电流大于制动电流门槛值时，再将制动电流乘以比率制动系数后，与差动电流进行比较：若差动电流较大，则判定为母线接地；