[发明专利]综合时频域信息的小电流接地故障保护方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种综合时频域信息的小电流接地系统单相接地故障保护方法、装置及系统，所述方法包括响应发生接地故障的信号；对获取到的母线零模电压进行90°的前移相；对获取到的线路零模电流以及移相后的母线零模电压，进行特征频带内的暂态量提取，得到暂态零模电流和暂态零模电压；在经高阻接地时利用时域信息中的短窗零序功率方向进行判别；在非高阻接地时利用特征频带内的暂态零模功率方向进行判别；对于不接地系统可利用稳态工频的零序功率方向进行判别。本发明自适应于中性点不接地、经消弧线圈接地、经小电阻接地系统。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种综合时频域信息的小电流接地故障保护方法、装置及系统。

背景技术

电力系统中性点接地方式主要分为两大类：中性点直接接地(大电流接地系统)和中性点不直接接地(小电流接地系统)。中性点不直接接地包括中性点不接地与中性点经消弧线圈(谐振接地)接地，系统发生单相接地故障时，流过故障点的故障电流很小，因此，也称为小电流接地方式。我国中压配电网多采用小电流接地方式，但因其故障量存在不突出性(接地电流很小，一般仅为数安培)、不确定性(谐振接地系统中消弧线圈补偿电流对工频电流影响)和不稳定性(间歇性接地与弧光接地发生率高)，使得小电流接地故障定位问题至今未得到彻底有效解决。

目前，针对小电流接地系统故障选线这一难题，多采用集中式选线方式，即在变电站，将不接地或经消弧线圈接地侧的所有间隔的零序电流和母线零序电压接入独立的集中选线装置，进行接地故障的检测和定位，集中方式在现有间隔配置保护或保测装置必配的情况下新增设备，给现场的二次回路接线和运维带来不便；按间隔配置的保护或保护测控装置，通过接入各自间隔的零序电流和母线电压进行单相接地故障判断，量测的信息有限，采用的零序有功功率、无功功率以及五次谐波零序功率方向等判断方法受暂态、稳态信息混叠影响等，接地故障定位误判率高；通过各间隔单元保护在接地故障情况下，通过接地故障时保护试跳再重合的模式进行故障线路判断，效率低下，且存在非故障线路短时停电、故障线路不能及时隔离可能带来设备损坏等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出综合时频域信息的小电流接地故障保护方法、装置及系统，采用了时域、频域多信息综合判断方法，克服了分散式单间隔保护、保测装置接地故障误判率高的问题。

第一方面，一种综合时频域信息的小电流接地系统单相接地故障保护方法，包括以下步骤

响应发生接地故障的信号；

获取响应启动后的母线零模电压、线路零模电流和时频域信息；

对获取到的母线零模电压进行90°的前移相获得移相后的母线零模电压；

对所述线路零模电流和移相后的母线零模电压进行特征频带内的暂态量提取，

得到暂态零模电流和移相后暂态零模电压；

基于获取到的线路零模电流，计算出暂态过程零模电流偏移直流分量；

根据零模电流偏移直流分量判断是否为本线路故障，

根据零模电压、零模电流稳态工频构成的角度进行判别是否为本线路故障，

根据暂态零模电流判断是否为本线路故障，

所述根据暂态零模电流判断是否是本线路故障包括

判断暂态零模电流是否大于门槛，若是则执行步骤a，若否则执行步骤b

a判断暂态零模电流、移相后暂态零模电压是否满足故障判定条件，若满足则本线路故障；

b判断母线零模电压、线路零模电流短窗乘积积分是否满足故障判定条件，若满足，则本地线路故障。

进一步的，所述零模电流偏移直流分量计算公式为：