[发明专利]一种基于各出线保护横向配合的小电阻接地系统反时限零序过电流接地保护方法

说明书

一种小电阻接地系统反时限零序过电流接地保护方法，属于配电网继电保护领域。对于小电阻接地方式配电网，单相接地故障时无论过渡电阻多大，故障线路零序电流均远远大于健全线路零序电流，因此可利用反时限保护思路实现故障线路与健全线路以及接地变保护之间的配合。本发明给出了反时限电流保护用于小电阻接地系统接地故障保护时的整定方法，并增加了一段定时限保护以提高高阻接地时保护的速动性。本发明在保证低阻接地和金属性接地故障时保护具有良好的选择性与可靠性的同时，解决了小电阻接地系统高阻接地故障保护可靠性的问题，有着广泛的实际应用前景。

技术领域

本发明涉及一种小电阻接地系统接地故障保护方法，适用于小电阻接地方式的配电系统，属于配电网继电保护领域。

背景技术

由于中压配电网直接面向用户，且单相接地故障大约占到配电网故障总数的80％，单相接地故障可靠保护对供电可靠性影响显著。小电阻接地系统具有可快速切断接地故障，过电压水平低，能消除谐振过电压，可采用绝缘水平较低的电缆和电气设备以及自动清除故障，运行维护方便等优点，是较为常用的中性点接地方式之一。但不同于小电流接地系统，小电阻接地系统发生单相接地故障后要求立即切除故障。而目前我国小电阻接地系统现场基本只采用定时限零序过电流保护作为接地保护，其整定原则为躲开本线路的对地电容电流，以防止其他线路发生接地故障时误动，故其动作电流的定值比较大。我国10kV小电阻接地配电网零序过电流保护的电流定值一般为40A，最大只能检测140Ω左右的接地电阻。

另一方面，受自然环境、线路架空距离低等因素影响，配电网中常发生经非理想导体的单相高阻接地故障，如导线跌落在草地、马路等。美国电科院(EPRI)统计表明，美国(三相四线制多点直接接地)配电网高阻故障的比例在2％～5％。美国德克萨斯农机大学研究表明，高阻接地故障时的过渡电阻一般在100Ω以上。由于故障电流进一步减小(一般为A级)、故障点不稳定等原因，小电阻接地系统所普遍采用的定时限零序过电流保护在高阻接地故障时易拒动，故障不易被切除，从而可能引发发展性短路故障，造成火灾、设备损坏以及人畜伤亡等。可见，可见小电阻接地配电网的接地保护难题主要是高阻接地故障的保护问题。

小电阻接地系统高阻接地故障保护问题是近年的一个研究热点难点，也取得了不少成果，但也存在一些问题。论文《中性点有效接地配电网高阻接地故障特征分析及检测》和论文《配网高阻接地故障伏安特性分析及检测》分别提出利用故障时线路上零序电流波形和伏安特性的畸变来检测小电阻接地系统高阻接地故障。这两种方法的灵敏度都很高，但前者的抗噪能力不足，后者在故障点电阻非线性特性不明显时可能会失效。论文《基于零序电压比率制动的小电阻接地系统接地保护》提出的根据零序电压大小产生成比例的电流制动量自适应调整零序过电流保护定值的方法，可将系统耐高阻能力提高到1kΩ，但须同时采集故障时的零序电流和零序电压信息，工程应用有一定难度。

对于小电阻接地系统，其接地故障时健全线路和故障线路的工频零序电流分布特征明显。本专利利用接地故障时产生的零序电流，结合传统反时限保护的特点，提出一种改进的反时限零序过电流保护方法，各出线保护之间横向配合切除故障线路，显著降低了保护的启动门槛值，提高了保护的耐受电阻能力。为小电阻接地系统接地故障保护研究提供一个全新的思路，有着广泛的实际应用价值。

发明内容

本发明的目的在于在保证低阻接地和金属性接地故障保护的可靠性和选择性的基础上，解决小电阻接地系统中发生高阻接地故障时的保护问题，提出一种基于各出线保护横向配合的小电阻接地系统高灵敏度反时限零序过电流接地保护方法。

本发明的技术解决方案为：

a.给定馈线反时限零序过电流保护的启动电流整定值I_s、限时电流上下限值I_M和I_D、曲线类型(即确定参数k、c、α)、时间系数K_TMS、以及延时时间Δt；

b.按下式计算并将电流-时间对应数据存储：