[发明专利]小电流接地系统单相接地故障方向判别及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种小电流接地系统单相接地故障方向判别及处理方法。

背景技术

我国10kV配电系统采用中性点非直接接地的运行方式（小电流接地系统）—即中性点不接地或中性点经消弧线圈接地运行方式居多，在中性点非直接接地运行方式的配电网中，单相接地是一种常见故障，特别是在雨季、大风等恶劣天气条件下，单相接地故障更是频繁发生。

小电流接地系统发生了单相接地故障后，故障相对地电压降低，非故障两相的对地相电压升高，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可运行1～2h，这也是小电流接地系统的最大优点；但是，若发生单相接地故障后电网长时间运行，会严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。如何快速确定10kV配电线路单相接地故障的位置并迅速隔离故障，及早恢复对用户的供电，对配电网的安全运行起着至关重要的作用。

目前，国内大部分高压变电站的高压主变10kV侧中性点大部分都是不接地或消弧线圈接地，一般一个变电站有一段（一般为一台主变）或两段母线（一般为两台主变），每段10kV母线都装有一套小电流接地选线系统,仅可以在变电站告知是哪条10kV馈线发生了单相接地故障，然后依靠人工拉闸的方式将整条10kV馈线停电而不是仅该条馈线上的故障区域停电，以求保证其他没有发生单相接地故障的10kV馈线的安全供电，覆盖一段10kV母线的数十条馈线。由于在10kV馈电线路上没有使用带主干线单相接地故障分界功能的分段开关，所以判断主干线上单相接地故障的任务只能依靠变电站的小电流接地选线装置。当某一条馈线发生了单相接地故障后，变电站只能依赖安装于其内的小电流接地选线系统进行单相接地故障线路的选择。根据小电流选线设备的实际运行情况，选线准确率基本在40%～60%，也就是说有近一半的单相接地故障在变电站的处理是要依靠人工逐条拉合出线开关进行，如此不仅会造成发生的单相接地故障的整条10kV馈线停电而不是该条馈线内的某个单相接地故障区段停电，同时还会造成许多其他非故障10kV馈电线路的无辜短时停电，给广大用电用户的正常用电带来不必要的困扰。即使是小电流接地选线系统选线正确，最好的处理结果也是人工依据接地选线装置的指示，人工分闸整条发生了单相接地故障的10kV馈线，停电面积大。

国内许多地区都在逐步推广使用用户分界开关或用户分界断路器，其目的在于:10kV馈线的用户分支线上发生单相接地故障时可以及时从主网自动分离，即分界开关的负荷侧发生单相接地故障时不影响主网的正常运行和其他的分支线用户。但是在实际的应用过程中，用户分界开关或用户分界断路器时常会出现拒动或乱动情况，无法完好地实现使用初衷；另外，用户分界开关和分界断路器无法担负起10kV配电网主干线上发生单相接地故障时的自动故障区段分离、恢复非故障区段正常供电的使命。原因就在于用户分界开关或分界断路器判断是否出现单相接地故障仅仅是根据零序电流值的大小这一唯一判据。因为单相接地故障类型较多，有金属性接地、弧光接地、高阻接地等，不同的单相接地故障类型零序电流值有很大差异；而用安装分界开关或分界断路器的分支线如果很长亦或也为缆线结合的线路，则分支线的电容电流可能会与主干线加其他分支线的电容电流相当，此时仅根据零序电流值的大小作为接地方向的判断是无法保证判断准确度的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种小电流接地系统单相接地故障方向判别方法，以克服现有技术存在的单相接地故障判断依据不够准确、故障发现较不及时等问题。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

小电流接地系统单相接地故障方向判别方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、在小电流接地系统中的某条馈线上装设若干台分段开关，将馈线分为若干段供电区段，所述分段开关内置有零序电流检测器、零序电压传感器和智能控制器；

b、零序电流检测器自动检测零序电流，测得的零序电流数据经滤波、隔离处理后传递给智能控制器；零序电压传感器自动检测零序电压，测得的零序电流数据经降压、滤波和隔离处理后传递给智能控制器；智能控制器对零序电流和零序电压进行矢量计算和处理，得到零序电流、零序电压、零序电流超前零序电压的超前角，并根据零序电流、零序电压、零序电流超前零序电压的超前角判断单相接地故障发生的区段；

c、在不接地系统中，当某分段开关检测到零序电流大于设定的门槛值、零序电压大于设定的门槛值时，如果零序电流超前零序电压的超前角为180～270°，则判断接地故障发生在该分段开关的负荷侧；当零序电流超前零序电压的超前角为0～90°时，则判断接地故障发生在该分段开关的电源侧；