[发明专利]基于相电流变化量的配电线路单相接地故障区段识别方法

说明书

本发明提供了一种基于相电流变化量的配电线路单相接地故障区段识别方法，包括：当线路发生单相接地故障后，比较同一测量点的三相电流在故障前后变化量的幅值和相位。如果三相电流变化量的幅值和相位基本相同，则判定该测量点在故障点的负荷侧；如果三相电流变化量中有一相幅值显著大于其他两相，并且相位和其他两相相反，则判定该测量点在故障点的电源侧。各个测量点将判断结果上传至主站，主站依次比较相邻两个测量点的判断结果。如果相邻的两个测量点分别在故障点的电源侧和负荷侧，则判断故障发生在这两个测量点之间。通过本发明的技术方案，实现配电线路单相接地故障区段精确识别，快速有选择地从线路两端切除单相接地故障。

技术领域

本发明涉及电力系统保护和控制技术领域，具体而言，涉及一种基于相电流变化量的配电线路单相接地故障区段识别方法。

背景技术

单相接地故障是配电网络的主要故障类型，占比超过80％。为了提高供电的可靠性，中压配电系统通常情况下采用中性点非有效接地的方式。在此方式下，行业标准规定系统单相接地故障发生后，允许维持运行2小时。上述做法避免了由于单相接地故障的经常发生导致的频繁停电，也给单相接地故障的处理留出了足够的时间。但是，单相接地故障会造成过电压，给接地点附近居民的人身人生财产安全造成巨大的威胁。因此，传统的配电线路单相接地故障处理的方式是故障选线，即从变电站若干出线中选择出故障线路。20世纪80年代提出了单相接地故障选线技术。三十多年以来，该技术得到了极大的发展。基于故障后的稳态特征、暂态特征和行波特征，分别衍生出稳态法、暂态法和行波法。信号注入法通过引入外界信号探测故障线路。

上述四种方法为现有主要的故障选线方法。稳态法和暂态法是指利用单相接地故障发生后不同馈线的稳态特征和暂态特征差异选择故障线路。稳态法包括群体比幅比相法，零序导纳法等经典方法。暂态方法包括首半波法，暂态特征频带法等。但是受消弧线圈的影响以及复杂的运行工况，稳态法和暂态法难以满足现场要求。信号注入法即在故障配网母线处人为注入信号，通过分析信号对故障线路和非故障线路的影响，利用检测不同线路信号变化的方法进行选线。该方法需要改变一次侧设备，或者对一次侧设备进行操作，且信号注入后可能会影响电力系统的安全稳定运行。行波选线法是基于单相接地故障产生的行波的选择接地线路的方法。该方法比较不同馈线上初始电流行波的幅值和极性来选择故障线路。因而行波选线方法包括幅值比较法，极性比较法和幅值极性比较法三类。目前行波选线的方法在配网中应用较为成功，行波选线方法及按照该方法研发的装置已经经过了现场的检验，大部分情况下能够满足现场的需求。但是行波选线法也存在一定的缺陷，主要包括电流互感器标准不统一和无法精确到分支线路。

电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。10kV馈线电流互感器配置通常需要考虑到线路的负荷水平和传统过电流保护的要求。不同的负荷水平和短路容量需要的电流互感器不同。同时，在配电线路扩展建设的过程中，同一变电站不同时期接入的馈线使用不同批次的电流互感器，因而其型号不相同，致使标准不统一电流互感器标准不统一主要体现变比和饱和程度的差异。基于幅值的行波选线技术需要收集同一变电站所有馈线的初始电流行波幅值进行比较。不同变比的电流互感器导致选线装置接受到的行波幅值换算不统一，因而需要在装置中增加一个功能模块对互感器变比进行转换。这增加了工程的复杂度，降低可靠性。饱和度的差异体现在不同饱和程度的电流互感器对初始电流行波的传输特性不同。饱和对较低的电流互感器会对初始行波带来较大的畸变，造成初始电流行波幅值的衰减。这会对基于幅值的行波选线技术造成错误。

配电线路为了实现故障的选择性隔离，通常都对在配电线路进行分段，处安装断路器或者负荷开关。传统的选线策略只能选择出故障线路，无法实现故障区段的识别。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一方面在于提出了一种基于相电流变化量的配电线路单相接地故障区段识别方法。