[发明专利]一种基于零序电流比较的小电阻接地系统单相接地故障保护方法

说明书

一种小电阻接地系统单相接地故障保护方法，属于配电网继电保护领域。现有小电阻接地系统接地故障零序过流保护灵敏度较低，尤其在发生高阻接地故障时零序过电流保护定值过高，易拒动。本发明根据小电阻接地系统中各出线零序电流幅值相位信息的关系，通过集中式保护装置进行采集、比较，若其中一条出线零序电流幅值超过其他出线一确定倍数且相位超前其他出线一确定相位，判定为单相接地故障，否则为母线接地故障，集中式保护装置控制出线断路器或母线进线断路器动作，隔离故障，实现保护。本发明原理简单，可作为现有接地故障的后备保护，并可有效提高小电阻接地系统接地故障保护灵敏度。

技术领域

本发明属于电力系统配电线路继电保护领域。

本发明涉及一应用小电阻接地系统的配电网发生单出线接地故障尤其是发生高阻接地故障的情况。

背景技术

继电保护是配电网的基础支撑技术，对供电质量有着根本性的影响。国内对于小电阻接地系统故障保护的研究起步较晚，目前，小电阻接地系统主要应用于部分沿海发达城市。

国内关于小电阻接地系统接地故障保护使用故障指示器判定逻辑、小波系数、卡尔曼滤波、零序电压比率制动、基于零序电流波形畸变凹凸性的小电阻接地系统高阻故障检测方法等方法来进行接地故障的识别，实现保护；国外有学者利用信号的多分辨率分析所产生的一系列小波系数的绝对值，人工智能算法，随机性检测系统等方法用于高阻故障检测。但目前小电阻接地系统故障保护的研究仍然存在不足，尤其在系统发生高阻接地故障时现有保护灵敏性较低。

针对此种现状研究一种能够较为快速可靠地实现线路保护的保护方法成为一种趋势，本发明针对小电阻接地系统单相接地故障，尤其是系统发生高阻接地故障时易拒动的问题，分析了各出线零序电流的幅值与相位特征，提出了一种依据各出线零序电流幅值和相位比较实现故障识别的保护方法。

发明内容

本发明拟解决的技术问题是：基于零序电流比较的小电阻接地系统单相接地故障保护方法。适用于集中式保护装置参与控制，断路器参与动作，针对小电阻接地系统单相接地故障保护尤其是对系统高阻接地故障实现故障保护。系统发生故障时，集中式保护装置采集各出线及中性点接地电阻零序电流信息，通过比较各出线零序电流幅值相位信息识别出故障线路，实现故障保护，减小故障危害。

本发明解决技术问题采取的技术方案是：过去小电阻接地系统接地故障保护利用保护安装点本身信息进行故障识别，在低阻接地故障时可以有效实现保护，但在系统发生高阻接地故障时保护灵敏度不足，针对此种问题本发明提出通过比较各出线零序电流幅值大小以及相位关系进行故障识别，有效地解决了高阻接地故障时灵敏度不足的问题，具有很高的工程应用价值。具体方法为：

集中式保护装置采集各出线及中性点接地电阻零序电流信息，存在出线或者中性点接地电阻零序电流幅值超过I_set(随现场实际情况不同可设置为0.5A-1.5A之间)保护启动，用保护启动后各出线零序电流采样值减去保护启动前各出线零序电流采样值所得的结果作为用于比较的出线零序电流，集中式保护装置比较各出线零序电流幅值信息，若不存在某条出线的零序电流幅值远远大于(10倍以上)其他任意出线时，认为发生母线接地故障，集中式保护装置控制母线处进线断路器动作，实现保护；如果存在某条出线的零序电流幅值远远大于其他任意出线，进一步对各出线相位进行比较，集中式保护装置选取零序电流幅值最大的三条及以上线路进行比较，若该条出线零序电流相位超前其他任意出线零序电流相位85°～110°时，认定此出线为故障线路，集中式保护装置控制该条出线的断路器动作，切除故障，实现故障保护；若比较各出线零序电流相位后发现各出线零序电流相位均相差在30°以内则认定此故障为母线接地故障，集中式保护装置控制母线处进线断路器动作，切除故障，实现故障保护。具体过程为：

1、集中式保护装置采集零序电流。

集中式保护装置采集各出线及中性点接地电阻零序电流。

2、保护启动，集中式保护装置比较各出线及中性点接地电阻零序电流信息。