[发明专利]用于检测相对地故障的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及检测电网的三相电线上的相对地(phase to earth)故障。

后台技术

在某些国家，例如波兰，中性导纳保护已成为普遍的接地故障保护功能。已经报道了，在未接地和补偿配电网中，当与基于传统剩余电流(residual current)的接地故障保护相比时，中性导纳保护提供更有效的接地故障检测。

文献J.Lorenc等人， Admittance criteria for earth fault detection in substation automation systems in Polish distributio

简言之，中性导纳保护基于评估商Y₀＝3I₀/U₀(即网络的中性导纳)，以及将结果与导纳平面中的工作边界相比较。通常用电缆芯线变压器来测量剩余电流3I₀，并且根据单极隔离变压器的开口三角形连接的三级(open-delta connected tertiaries)来测量剩余电压U₀。

目前，在现有保护继电器终端中得到的导纳保护通常需要用户从若干可能性中选择工作标准，其中，若干可能性例如为1)过导纳，2)没有/具有倾斜的过电导(无方向或正向/反向)，3)没有/具有倾斜的过电纳(无方向或正向/反向)，或标准1...标准3的组合(关于原点对称)。图1示出呈现在导纳平面上的现有导纳保护功能的工作特性的示例(B为电纳，而G为电导)。工作特性中的每个中的阴影区域确定了正常区域或非工作区域，使得如果中性导纳在该区域以内，则保护不工作，而如果中性导纳在该区域以外，则保护工作。例如，如所示的，可通过设定导纳Y的绝对值Y_set来定义过导纳工作特性，其中，导纳Y的绝对值Y_set在导纳平面上定义了圆。如所示的，可通过下(-G_set)电导设置和上(+G_set)电导设置来定义过电导工作特性，并且还可以利用角度设置α来设定倾斜。以类似的方式，可通过下(-B_set)电纳设置和上(+B_set)电纳设置来定义过电纳工作特性，并且还可以利用角度设置α来设定倾斜。应当指出的是，在图1示出的过电导特性和过电纳特性中，为了清楚起见，仅部分地示出了阴影非工作区域及限定阴影非工作区域的线。另外，可以通过对设置进行组合形成工作特性的不同组合，使得例如同时应用过电导设置和过电纳设置。

在现有解决方案中，要使用的工作特性取决于网络中性点处理。例如，在隔离网络中，应当应用过电纳标准。在补偿网络中，建议替代地使用基于过电导的标准。这意味着具有导纳保护功能性的继电器终端要求需根据网络属性设定的许多设置。关于这样的现有解决方案，许多设置和可能困难的设置计算过程是问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法和用于实现该方法的设备以便克服以上问题或至少缓解该问题。通过由独立权利要求中所阐述的那些内容表征的方法、计算机程序产品和设备来实现本发明的目的。从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。

本发明基于这样的构思：采用接地故障之前和接地故障期间的零序电流和电压以确定中性导纳，以及将所确定的中性导纳或表示该中性导纳的量与预定的工作特性进行比较，以检测三相电线上的相对地故障，其中，当在导纳平面上呈现该预定工作特性时，该预定工作特性限定了封闭区域，使得该封闭区域的中心从导纳平面的原点向负电纳方向和/或相负电导方向偏移。

本发明的优点在于其提供了简化的工作功能和特性，该简化的工作功能和特性能够同时对非接地网络、高阻接地网络和/或补偿网络有效。所以，如果通过例如补偿线圈的断开改变例如接地方法，则不需要改变设置值。另外，本发明通过在中性导纳计算中使用差量(delta-quantity)，提供了对故障电阻和系统失衡的免疫性。所以，能够获得以可检测到多高的故障电阻表示的高灵敏度。

附图说明

下面将参考附图借助优选实施例来更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出导纳保护功能的工作特性的示例；

图2是三相电网的简化等效电路；

图3是三相电网的简化等效电路；