[发明专利]一种小电流接地系统的故障选线方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种小电流接地系统的故障选线方法及装置。

背景技术

在电力系统中应用最广的小电流接地方式是中性点经消弧线圈接地。中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地时，由于消弧线圈的补偿作用，故障电流将变得非常小，同时由于消弧线圈工作于“过补偿”状态下，故障线路零序电流的相位将变得与非故障线路相同，这就使得保护装置对故障线路的选择变得非常困难。

目前针对小电流接地系统的故障选线问题已有多种不同原理的故障选线方法，这些方法根据故障信号的来源可分为基于稳态量的故障选线技术和基于暂态量的故障选线技术两大类。

基于暂态量的故障选线方法抗干扰性较差，同时，故障电流中的暂态分量会随着故障时电网相角的不同而发生变化，当故障发生在电网电压过零时，暂态分量几乎为零，因此在原理上存在保护死区。

基于稳态量的故障选线技术中应用最广的是残流增量法。但实际运行经验表明，残流增量法在金属性接地及低阻接地时选线准确率较高，但随着过渡电阻的增大，选线准确率明显下降。零序导纳法在理论上具有较好的抗过渡电阻能力，但也因为实际选线准确率不高而很少被应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有较好的抗过渡电阻能力，选线准确率和可靠性较高的小电流接地系统的故障选线方法及装置

为了解决上述技术问题，本发明提供一种小电流接地系统的故障选线方法，包括：

步骤S1，调节消弧线圈，使其工作于欠补偿状态；

步骤S2，经延时后计算消弧线圈工作于欠补偿状态时各出线的零序导纳值；

步骤S3，对称调节消弧线圈，使其工作于过补偿状态；

步骤S4，经延时后计算消弧线圈工作于过补偿状态时各出线的零序导纳值；

步骤S5，比较各出线在消弧线圈分别工作于欠补偿状态和过补偿状态时零序导纳值的变化量，选择零序导纳值变化量最大的出线为故障出线。

其中，所述消弧线圈为随调式消弧线圈，具有高短路阻抗，并且两端反射并联两个晶闸管，所述步骤S1和步骤S3中调节消弧线圈具体是指通过改变所述晶闸管的触发角，使所述消弧线圈的电抗发生改变以获得不同的补偿度。

其中，所述步骤S2或步骤S4中，计算零序导纳值的方式是将获得的零序电流测量值与零序电压测量值相比。

其中，所述零序电压测量值的获取方式是：

对于配置有开口三角绕组的母线电压互感器，所述零序电压测量值通过在电压互感器的开口三角绕组两端测量获得；

对于未配置开口三角绕组的母线电压互感器，所述零序电压测量值通过三相绕组测得的三相电压值求和再取平均值获得。

其中，所述零序电流测量值的获取方式是：

对于有配置专用零序电流互感器的线路，所述零序电流测量值通过零序电流互感器测量获得；

对于未配置专用零序电流互感器但配置有三相电流互感器的线路，所述零序电流测量值通过三相电流互感器测得的电流值求和再取平均值获得。

其中，所述步骤S1之前还包括：

步骤S0，当系统零序电压超过相电压15％时投入消弧线圈进行补偿。

其中，所述步骤S1中，所述消弧线圈工作于欠补偿状态，具体是指系统失谐度在5％～10％。

其中，所述步骤S3中，所述消弧线圈工作于过补偿状态，具体是指系统失谐度在-10％～-5％。

其中，所述步骤S2或步骤S4中，所述延时为3～10个周期。

本发明还提供一种小电流接地系统的故障选线装置，包括：

消弧线圈，通过改变其补偿度而使其工作于欠补偿状态或过补偿状态；

调谐单元，用于改变所述消弧线圈的补偿度，从而使其工作在欠补偿或过补偿状态；

测量单元，用于测量系统零序电压和各出线的零序电流；

选线单元，用于计算各出线的零序导纳值并比较各出线在消弧线圈分别工作于欠补偿状态和过补偿状态时零序导纳值的变化量，并选择零序导纳值变化量最大的出线为故障出线。

其中，所述消弧线圈为随调式消弧线圈，具有高短路阻抗，并且两端反射并联两个晶闸管。

其中，所述选线单元计算零序导纳值的方式是将获得的零序电流测量值与零序电压测量值相比。

其中，所述测量单元包括：

零序电压测量值获取单元，用于在电压互感器的开口三角绕组两端测量获得零序电压测量值，或者通过三相绕组测得的三相电压值求和再取平均值零序电压测量值。