[发明专利]小电流接地系统单相接地故障定位方法及系统

说明书

一种小电流接地系统单相接地故障定位方法及系统。本发明利用小电流接地系统或不接地系统发生单相接地故障后，在变电站接地系统中性点注入零序电流,通过判断接地系统各出线电流在中性点注入零序电流后分布以及变化状况确定接地故障点。本发明通过对比接地系统注入零序电流前后接地线路两次采集获得线路电流及其变化状况判断接地点，因而无需在控制主站合成线路零序电流。为了进一步提高定位精度，本发明对采集数据进行了归一化处理，从而完全克服现有故障指示系统的缺点，并且装置构成简单，不需要GPS校时以及高速数据采集，不需要大容量数据通讯，不受采集器CT变比误差影响，不受环境因素影响，可以准确识别、定位特殊类型接地故障。

技术领域

本发明涉及中低压配电网接地故障处理技术领域，具体而言涉及一种小电流接地系统单相接地故障定位方法及系统。

背景技术

目前中低压(3～66kV)配电网通常采用中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经小电阻接地这3种接地方式，前两者称为小电流接地方式，构成小电流接地系统。小电流接地系统发生单相接地故障时，非故障相相电压上升为线电压，三相依然对称，可以继续运行2小时，保证了供电可靠性。但长期运行会造成绝缘老化，引起相间短路，导致电网事故扩大。因此，在小电流接地系统中发生单相接地故障时，要求快速定位故障线路和故障点，以便及时消除故障。

小电流接地故障选线以及故障定位是困惑电网多年的难题。目前的选线以及故障定位方法种类繁多，通常可根据所检测的信号方式不同分为被动式和主动式两大类别。

被动式选线方法又可分为基于稳态信号的选线方法和基于暂态信号的选线方法。稳态选线法的原理是：当发生接地故障后系统进入稳态状态，根据故障相和非故障相电气量特征选线，主要方法有有：①根据线路零序电流的幅值以及方向确定故障线路。②根据线路零序电流中5次谐波含量确定故障线路。③根据线路零序有功分量确定故障线路；暂态信号的选线方法的原理是：当发生接地故障后，利用电气量变化暂态信号识别故障线路，主要方法有：①首半波法。②小波法。③暂态能量法。④行波法。

主动式选线方法是在线路发生接地故障后，向接地系统注入特定的工频信号或高频信号，通过检测线路中注入信号的特征识别故障线路。主要有中电阻法、S注入法和残留增量法等。

故障定位(故障指示)是在发生接地故障后，进一步识别出故障发生区域，缩小查找范围，使得运行人员快速处理故障。故障指示器分为就地型以及远传型两大类。就地型包括暂态特征和外施信号两种类型；远传型包括暂态特征、暂态录波、外施信号三种类型。故障指示通过采集故障线路电气量信号判断故障点，或者有指示器翻牌、闪光指示故障点。

但是，现有故障指示技术原理是检测发生接地故障情况下，接地线路沿线的暂态或(和)稳态零序电流状况来指示故障点。对于架空线而言，无法直接测量线路零序电流，只有通过测量三个相电流进行瞬时值求和得到线路零序电流，即要求采集器三相同步采样，得到采样数据后需要由后台合成得到零序电流。因此采集器需要高精度、高速数据采集能力、大容量数据存储能力、高精度三相同步采样能力，高精度GPS校时能力，大容量数据交换能力。由于数据采集器安装于配电线路，运行环境恶劣，使得装置的性能参数随环境变化很大。为了达到必须的功能和技术性能，整套系统结构复杂，成本高，维护困难，可靠性差。此外，现有的故障选线及故障指示技术从原理上无法实现对于高阻接地、谐振接地、间歇性接地特殊接地类型等判断。因此，实际运行中往往不能准确指示故障点。迄今为止没有一种故障指示器在运行中表现满意。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种小电流接地系统接地故障定位方法及系统，以解决现有故障指示器故障指示准确率低、系统复杂、可靠性差、装置成本高、性能受环境因素影响大以及对于特殊类型的接地故障无法识别的问题。本发明具体采用如下技术方案。