[发明专利]考虑中性点接地方式影响的配电网单相断线故障保护方法

说明书

本发明公开了一种考虑中性点接地方式影响的配电网单相断线故障保护方法，包括启动元件、短路闭锁元件、选线元件和信号元件。根据系统参数和接地方式，计算正常运行中性点不平衡电压U_unb及断线故障中性点电压变化最大值U_Omax；测量中性点电压U_O，判断启动元件是否动作；计算母线相电流变化量判断短路闭锁元件是否动作；计算馈线正、负序电流幅值变化量比值，选线元件判定故障馈线；信号元件发出告警或跳闸信号。本发明解决了现有断线保护可靠性低、适用范围小的问题，计及中性点接地方式、故障位置、对地电容影响，具有较高灵敏度和可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域，尤其是一种考虑中性点接地方式影响的配电网单相断线故障保护方法。

背景技术

随着经济飞速发展和用电需求的不断增加，配电网规模日益壮大，而配电网的安全可靠运行直接影响用户用电质量。近几年来，由于配电网结构复杂，线路新旧交替，受自然灾害、机械外力、电气作用等因素影响，断线故障发生频率呈现上升趋势。断线故障导致电源侧和负荷侧三相电压、电流不对称，负序、零序分量的出现会对发电机等设备造成严重损害，降低设备使用寿命。此外，架空线路断线后可能会坠落接地，从而容易引起触电事故，后果严重。另一方面，随着分布式电源、电动汽车等的接入，电力电子设备被广泛应用，但由于电力电子设备较为敏感，断线故障会导致电压升高超过其耐受阈值而损坏设备。因此，断线故障对系统造成较大危害，若没有及时发现并排查，极有可能发展为短路故障，加大事故严重程度，扩大事故范围，威胁设备安全与人身安全。

目前国内外研究人员对配电线路短路故障的检测及定位等多方面进行了深入的研究，提出的解决方案也得到了较好的应用，而断线故障由于不致引起大电流、高电压而未引起足够重视，但随着断线故障发生率逐渐升高，配电网受断线故障的影响越来越大，已不可忽视。为保障系统安全、稳定、可靠运行，有必要对断线故障保护方法开展研究。目前，现有断线故障保护方法主要包括负序电流比幅法、负序电流比相法、能量测度法、小波分析法、电压电流组合判据等等。前三者都基于故障线路负序电流幅值大于非故障线路且相位相反的原理，小波分析法则在此基础上结合了信号处理手段，而电压电流组合判据法是基于断线故障相电压升高而电流降低的原理。但上述方法均存在整定计算困难、受故障点位置影响大、无法区分断线与短路故障等问题，且适用范围较为局限，难以满足实际保护需求。而小波分析法除了存在上述问题外，实际运行环境噪声对信号处理的影响也较大。因此，现有断线故障选线与保护研究较少，且现有方法选线准确性、保护可靠性均不高，具有较大的局限性。

此外，由于我国中压配电网多采用小电流接地方式，而现有断线保护方法仅考虑了中性点不接地或经消弧线圈接地方式。然而实际上，随着城市化进程的加快以及电力电缆的广泛使用，配电网电容电流不断增大，小电阻接地方式已被广泛应用，使得现有断线保护方法不再适用。另外，随着中性点改造工程的开展与推进，智能多模接地、消弧线圈并联电阻接地等方式也开始逐渐应用于配电网，使得实际运行中中性点接地方式可能发生变化，特定中性点接地方式下的断线故障保护方法难以满足配电网实际要求，且不能适应配电网的发展。

综上所述，单相断线故障严重影响了配电网安全可靠运行，但是，现有的断线故障识别和保护方法在可靠性和适用性方面都存在着明显的不足，且尚未考虑系统参数的不平衡以及中性点接地方式对保护的影响。因此，如何准确地识别各种接地方式下的配电网断线故障，并形成具有较高可靠性和灵敏度的断线保护方法，成为了本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是现有技术中的配电网单相断线故障识别方法可靠性低、适用范围小等。