[发明专利]基于多线路零序电流信息的花瓣式城市电网接地故障精确定位方法

说明书

本发明涉及一种基于多线路零序电流信息的花瓣式城市电网接地故障精确定位方法，对花瓣式城市电网进行了单相和两相接地故障特性分析，利用单一花瓣环网主干线两端连接在相同母线呈现出的零序电流关联关系，为简单有效地实现故障位置精确定位奠定了基础；本发明仅需集中式信息处理中心在收到主干线上各保护的零序电流稳态值之后就能实现精确接地故障定位，无需加装行波测量装置等，具有所需通信量少、对信息的同步性要求低等特点，性能可靠，简单易行。

技术领域

本发明属于电力系统配电网保护与控制领域，基于花瓣式城市电网接地故障特性分析结果，提出了一种基于多段主干线路零序电流信息的花瓣式城市电网接地故障精确定位方法。

背景技术

城市电网直接面向电力用户，承担着为用户提供优质电能的重要责任，是电力系统中不可或缺的一部分。随着城市的快速发展，城市中用电负荷的密度快速增长，对城市供电可靠性的要求也逐渐提高，由于传统的辐射型城市电网故障影响范围大，愈发难以满足民生需求，城市电网接线方式逐渐向单环网、双环网、多分段多联络等接线方式发展，但环网式城市电网在正常运行方式下通常采用闭环设计、开环运行的模式。此外，一些占据重要经济地位的高负荷密度区域有着更高的供电可靠性需求，如中新广州知识城要求供电可靠率不低于99.999％，因此采用花瓣式新型城市电网架构的需求日益增强，而这种新型城市电网的保护控制技术也亟需研究。为此，申请人曾提出一种花瓣式城市电网的接地故障定位方法，该方法基于线路两端零序电流大小之比进行故障定位。然而，该方法未考虑负载阻抗及分布式电源的影响，电网中接入负载和分布式电源时，负载和分布式电源升压变压器的零序阻抗将会改变线路上流过的零序电流大小，使得该故障定位方法的准确性有所下降。另外，当主干线上发生接地故障时，接地故障点与大地之间的过渡电阻会扩大负载阻抗和分布式电源的影响，令该故障定位方法故障定位准确性大大降低。

为实现花瓣式城市电网接地故障点的精确定位，本发明在对含有负载和分布式电源的花瓣式城市电网进行单相和两相金属性和经过渡电阻接地短路故障分析的基础上，根据单一花瓣环网主干线两端连接在相同母线呈现出的零序电流特殊关联关系，提出了一种花瓣式城市电网接地故障精确定位方法。本发明考虑了负载阻抗、分布式电源接入和过渡电阻的影响，仅根据主干线各线路上流过的零序电流大小就能够快速实现接地故障位置的精确定位，方法简单，在花瓣式城市电网配置纵联电流差动保护作为主保护的基础上，所需通信量少，对数据同步性要求低，易于在工程中实施。

发明内容

本发明的目的在于考虑到负载阻抗、分布式电源接入和过渡电阻的影响，充分利用花瓣式城市电网中连接在相同母线的单一花瓣主干线的零序电流分布规律和关联关系，提供一种简单有效的花瓣式城市电网主干线接地故障精确定位方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于多线路零序电流信息的花瓣式城市电网接地故障精确定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)由于花瓣式城市电网主干线上每段线路两端均安装有保护装置和断路器，因此每一条花瓣环网主干线上均装有偶数个保护装置，按照顺时针方向，对各线路和保护装置依次进行编号，并称编号较小的保护装置所在线路为上游线路，编号较大的保护装置所在线路为下游线路，在花瓣式城市电网每个花瓣的母线处设置一个集中式信息处理中心，预先按照编号写入单一花瓣主干线上所有线路的线路长度和单位长度线路零序阻抗信息；

2)各保护装置按照躲开正常运行时可能出现的最大不平衡电流进行整定，将该整定值作为各保护装置接地故障的启动值I_(0)qd，整定公式为，

其中：K_rel为大于1的可靠系数；

K_re为小于1的返回系数；

I_unb为正常运行时的最大不平衡电流，