[发明专利]基于助增原理的小电流接地故障选线方法

说明书

本发明公开了基于助增原理的小电流接地故障选线方法。它解决了目前利用故障稳态量的稳态选线方法电气故障量小导致选线准确率低的问题，具有在小电流接地系统发生单相接地故障后，使故障电流稳态分量在母线分段断路器闭合或电容投切开关闭合时明显增大，从而提高基于故障稳态量的选线和定位保护的灵敏度，达到可靠选线和定位目的，其结构为：它包括被保护配电系统的母线，所述母线上安装有电容器助增装置，母线分段开关采用断路器，电容器助增装置、断路器与测控装置连接，测控装置与电压互感器连接；测控装置检测小电流接地系统是否发生单相接地故障，并通过控制电容器投切开关和断路器的状态实现对接地电流的助增。

技术领域

本发明涉及一种电力系统中接地故障检测技术，尤其涉及一种基于助增原理的小电流接地故障选线方法。

背景技术

目前，我国6-35kV配电网主要采用小电流接地方式。在小电流接地系统故障中，单相接地故障发生的几率最高，因此实现单相接地故障选线对电力系统的安全可靠运行具有非常重大的意义。

经过多年的研究，已有多种选线判据问世并投入现场使用，但多数选线原理都是基于较小的故障特征量为判据，在高过渡电阻故障时选线准确率不高。目前小电流接地故障选线原理主要有4类：一是基于稳态故障量的小电流接地故障选线原理，该方法主要利用单相接地故障时的稳态故障量为判据，方法简单，但故障特征量小，不易检测。二是基于暂态故障量的小电流接地故障选线原理，该方法主要利用单相接地故障时的暂态故障量为判据，比稳态故障特征量大，但持续时间较短，难检测。三是基于外加诊断法的小电流接地故障选线原理，该原理打破了以往只是利用线路本身故障信号作为选线判据，利用注入装置向故障相注入特殊的信号，但受分布电容和过渡电阻的影响，注入信号较小，且需增加注入装置，成本增加。四为基于信号融合技术的选线判据，该判据融合多种基于稳态和暂态故障特征量的选线原理，在一定程度上改善了选线准确率，但因每个选线判据仍以较小的特征量为判据，故高过渡电阻故障时选线准确率低，未从根本上解决选线准确率低的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决目前基于故障稳态量的稳态选线方法电气故障量小导致选线准确率低的问题，提供了基于助增原理的小电流接地故障选线方法，该方法在小电流接地系统单相接地故障发生时，根据母线制方式的不同选择不同的实现方式，其目的是在系统发生单相接地故障时短时增大故障线路的零序电流，而非故障线路的零序电流仍为线路本身的电容电流，从而拉大故障线路与非故障线路之间零序电流的差距，提高选线的准确率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

基于助增原理的小电流接地故障选线方法，它包括被保护配电系统的母线，所述母线上安装有电容器助增装置，母线分段开关采用断路器（本文所述断路器均指母线分段断路器），电容器助增装置、断路器与测控装置连接，测控装置与电压互感器连接；测控装置检测小电流接地系统是否发生单相接地故障，并通过控制电容器投切开关和断路器的状态实现对接地电流的助增。

所述测控装置由三相电压、零序电压采集模块、断路器状态检测模块、断路器开关驱动模块、电容器投切开关驱动模块、人机对话模块和CPU组成，监测小电流接地系统的三相电压和零序电压来判断系统是否发生单相接地故障，从而控制断路器及电容器投切开关动作。其中，三相电压、零序电压采集模块由电压变送器、RC低通滤波、由运算放大器构成的预处理电路和A/D转换电路构成；断路器状态检测模块由断路器辅助触点和检测电路构成；断路器开关驱动模块及电容器投切开关驱动模块由继电器驱动电路和控制继电器构成；人机对话模块由按键和液晶显示模块构成；CPU由STC12C5A60S2单片机构成，主要根据三相电压和零序电压判断是否发生单相接接地故障、存储断路器状态检测模块采集的故障前断路器的状态、单相接地故障发生时对断路器开关驱动模块及电容器投切开关驱动模块发出开关分、合的指令、选择故障线路、人机对话等功能。

所述电容器助增装置包括在母线的每一相上设置至少一个电容器，它们组成电容器组，每个电容器的一端分别于各自的投切开关串联，另一接地。