[发明专利]小电阻接地系统两点同相接地故障分析方法及相关装置

说明书

本申请公开了一种小电阻接地系统两点同相接地故障分析方法及相关装置，通过绘制小电阻接地系统两点接地故障时的等效零序网络，利用相量分析法分析系统发生两出线同相接地故障或母线与出线同相接地故障时，各出线和中性线零序电流相量，提取各零序电流之间幅值和相位的相对关系。故障特征着重描述故障后各测点零序电流之间的相对关系而非其绝对大小，不受故障距离和故障点过渡电阻的影响，在高阻接地故障时该故障特征依然存在。并以单条线路最大电容电流极端值50A进行分析，结果具有普适性。为解决小电阻接地系统两点接地保护及高阻接地保护提供了理论依据。

技术领域

本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种小电阻接地系统两点同相接地故障分析方法及相关装置。

背景技术

小电阻接地系统现场常利用发生接地故障后故障线路零序电流超过其他线路故障时流过本线路的对地电容电流的特征，形成零序过电流保护，作为单相接地故障保护。系统在发生较低电阻的单相接地故障时，保护能可靠动作，但在发生高阻接地故障时，故障检测困难，保护往往出现拒动。当发生两点同相接地故障时，由于零序电源增加，接地变零序电流增大，母线零序电压增加，以至各故障出线零序电流幅值减小，尤其是发生高阻接地故障时，零序电流幅值将更小，这将导致故障线路零序过电流保护灵敏度明显降低，可能出现拒动，而接地变保护可能误动，这种现象在某些变电站实际运行中已多次出现。

目前，针对小电阻接地系统两点同相接地故障特征，已有研究结果表明：1)流经接地变压器的电流约为故障线路零序电流的1.2～1.5倍，通过提高接地变压器的零序过电流保护定值并延长动作时间来保证保护的选择性；2)结合故障馈线零序电流、故障相电压以及系统阻抗等参数，自适应地对馈线零序电流测量值进行修正与调整，确保在线路发生多回线接地故障时，基于单回线接地故障的整定值仍然适用，提高保护可靠性；3)系统发生两出线接地故障时至少存在一条故障出线零序电流幅值为任意健全出线零序电流的9倍以上且相位超前任意健全出线90°～180°，通过比较各出线零序电流幅值与相位进行故障识别。以上研究结果对于解决小电阻接地系统两出线接地保护具有较大参考价值，但仍存在一些问题。第一，提高保护整定值或采用自适应零序电流保护，会降低保护灵敏度，不能解决高阻接地故障问题；第二，故障特征分析结果基于假设单条健全出线最大零序电流的幅值(即峰值)为19A，而实际电网中单条线路最大电容电流在极端情况下可能达到50A，导致普适性较差。

发明内容

本申请提供了一种小电阻接地系统两点同相接地故障分析方法及相关装置，用于解决现有技术保护灵敏度低导致且普适性差的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种小电阻接地系统两点同相接地故障分析方法，所述方法包括：

绘制小电阻接地系统两点同相接地故障的等效零序网络，所述等效零序网络包括：第一等效零序网络和第二等效零序网络；

当发生两出线同相接地故障时，基于所述第一等效零序网络，获取第一故障线路的零序电流、第二故障线路的零序电流、各非故障线路的零序电流及中性线路的零序电流；

根据所述第一故障线路的零序电流、所述第二故障线路的零序电流、各所述非故障线路的零序电流及所述中性线路的零序电流绘制第一零序电流相量图；

利用相量分析法提取各零序电流的第一幅值关系，并基于所述第一零序电流相量图根据所述幅值关系获得各零序电流的第一相位关系；从而根据所述第一幅值关系和所述第一相位关系获得两出线同相接地故障时的故障特征。

可选地，当母线与所述第一故障线路发生同相单相接地故障时，基于所述第二等效零序网络，获取母线接地点的零序电流、第一故障线路的零序电流、各非故障线路的零序电流及中性线路的零序电流；

根据所述母线接地点零序电流、所述第一故障线路的零序电流、各所述非故障线路的零序电流及所述中性线路的零序电流绘制第二零序电流相量图；