[发明专利]基于消弧线圈的小电流接地故障选线方法

说明书

技术领域

本发明属于电力配电网谐振接地选线技术领域，具体涉及一种基于消弧线圈小电流接地故障选线方法。

背景技术

目前我国配电网中性点主要采用消弧线圈接地方式，也成小电流接地系统。小电流接地故障产生的故障电流很小，对电器设备、通讯和人身安全危害较小，三相电压之间的线电压基本保持不变，不影响对负载供电，因此，可允许电网在单相接地情况下继续运行2小时，以避免供电突然中断对用户的影响。小电流接地故障虽然不影响电网的正常运行，但由此引起的弧光过电压将危害电网绝缘，可能导致短路故障，使事故进一步扩大，故应尽快选出故障线路，及时采取措施加以处理。

由于在系统中性点引入了消弧线圈来补偿系统的电容电流，并且消弧线圈采用过补偿的方式，残流小于5A，故使故障相和非故障相的电流均成感性电流，幅值大小差异较小和方向相同，传统的“比幅比相”的选线方法已不能准确的选出故障线路，给选线准确性带来了巨大的困难。近年来，随着电子技术的发展和科技进步，国内针对中性点经消弧线圈接地的系统的特点推出了各种不同选线方法的小电流选线装置比如五次谐波法、残流增量法及一次并联中电阻法等，选线准确率得到大幅提高。但这些方法存在以下问题：（1）由于故障电流中五次谐波含量较小，且受中性点不平衡电压和过渡电阻影响，选线准确度不是很稳定。（2）残流增量法是利用自动调谐消弧线圈改变补偿度时各出线电流变化来选择故障线路，需要在系统发生接地时改变消弧线圈的电感，这样就影响了消弧线圈的补偿，高压状态下直接带负荷调谐给系统带来冲击，安全性降低。（3）一次并联中电阻法是在系统发生的单相接地时，瞬时投切消弧线圈一次侧并联的中值电阻，来改变故障线路的有功电流，通过检测线路的有功电流的增量来检测故障线路，但存在高压接地时投切高压开关，容易造成合闸涌流，进而造成电网波动的缺陷。

中国专利申请号200910304934.3公开了一种配电网小电流接地系统故障选线方法，该方法是将并联电阻接在变压器中性点与地之间，与消弧线圈并联连接，该方法相当于一次并联中电阻法，利用中性点电压和各出线的零序电流，计算各出线上的零序电流相角之差的特征值，进行故障判定，但存在高压接地时投切真空接触器，易造成合闸涌流，进而引起电网波动的问题。

“电工电气”期刊公开了一篇“消弧线圈二次侧阻尼及接地选线原理”的文件，针对调匝式消弧线圈采用阻尼电阻串接在一次回路的不足，将阻尼电阻接入消弧线圈二次辅助绕组，形成并联阻尼电阻方式，它具有阻尼电阻串接在消弧线圈一次侧同样的阻尼效果，同时提供了利用电流增量函数进行接地故障的选线方法，该装置中增设的二次绕组的电压一般较高，二次电阻值较大，回路电流较小，并且该方法应用于预调式消弧线圈系统中，提出的电流增量函数接地选线原理的参考量是零序电流对零序电压的增量函数的增量，是一个百分数，在测量时需要多次测量各线路的零序电压，同时还要计算各线路的零序电流增量函数，然后根据相应的条件进行故障线路的接地选线判断，但是由于实际零序电流和零序电压存在测量误差，故非故障线路零序电流增量函数不为0，需要考虑由于测量误差造成的非战障线路零序增量函数，因此测量计算及判断过程较为复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于消弧线圈的小电流接地故障选线方法，以解决现有故障选线方法容易造成合闸涌流、电网波动及安全性低和选线过程复杂的问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于消弧线圈的小电流接地故障选线方法，在消弧线圈上增设二次绕组，并在二次线圈上并联选线电阻，该方法括如下步骤：

（1）系统正常运行时，选线电阻处于断开状态，采集计算各线路零序电流的基波有功分量大小及方向；

（2）当系统发生接地故障后，经过设定的延时时间后投入选线电阻，将其接入消弧线圈系统中，并再次采集计算各线路零序电流的基波有功分量的大小及方向；经过设定的采集时间后采样结束，切掉选线电阻；

（3）比较两次采集的各线路有功电流方向，并计算各线路零序电流基波有功分量两次采集计算值之差ΔIpi（i=1,2……N），N为母线上出线线路的总数值，i为小于等于N的正整数；

（4）比较各线路ΔIpi大小，找出ΔIpi最大的线路，设该线路ΔIpi对应的值为ΔIpimax，将ΔIpimax与设定的最大干扰增量比较，若ΔIpimax大于设定的最大干扰增量且方向与其它线路方向相反时，对应的线路便为接地线路。

所述步骤（4）中若ΔIpimax小于设定的最大干扰增量且方向与其它线路方向相同时，则表明没有线路接地。