[发明专利]小电阻接地配电网的单相高阻接地故障识别以及保护方法

权利要求书

1.一种小电阻接地配电网的单相高阻接地故障识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：根据小电阻接地配电网发生单相高阻接地故障时，非故障馈线可能出现的最大零序虚拟功率变化量确定保护整定值ΔP_set；

步骤2：计算小电阻接地配电网正常运行时各馈线的各相故障前零序虚拟功率，并计算故障发生时各馈线的各相故障时零序虚拟功率；

步骤3：根据故障前零序虚拟功率与故障时零序虚拟功率计算各馈线的各相零序虚拟功率变化量；

步骤4：将各馈线的各相零序虚拟功率变化量与保护整定值ΔP_set进行比较，当某一馈线的某相零序虚拟功率变化量大于或等于保护整定值ΔP_set时，则判定该馈线发生单相高阻接地故障；

按照如下步骤确定保护整定值ΔP_set：

步骤101：假设小电阻接地配电网发生单相高阻接地故障时，任意非故障馈线j可能出现的零序虚拟功率变化量的极大值为ΔP_j，按如下公式：

其中，ω为角频率；C_j为馈线j的三相对地总电容；E_m为小电阻接地系统额定相电压的幅值；A_ρ为向量的模，θ_ρ为向量的相角，为馈线j对地电容参数不对称度；A_Γ为相量的模，θ_Γ为相量的相角；为与过渡电导相关的相量，上标*表示相量的共轭运算，j表示复数的虚部单位，表示小电阻接地系统三相对地电容参数的不对称度，r₀为中性点小电阻阻值，G_f表示单相接地时的过渡电导，G_f＝0；

步骤102：以非故障馈线可能出现的零序虚拟功率变化量的极大值中的最大值作为保护整定值ΔP_set，按如下公式：ΔP_set＝K_relmax(ΔP_j)；其中，K_rel为可靠系数。

2.根据权利要求1所述的小电阻接地配电网的单相高阻接地故障识别方法，其特征在于：对步骤102中的保护整定值ΔP_set的计算公式中的max(ΔP_j)进行变形，得到如下公式：

其中，max(θ_Γ-θ_ρ)＝θ₁+θ₂，θ₁、θ₂均表示与对地电容参数相关的变量，按如下公式：

其中，I_C为小电阻接地系统电容电流；C_j为馈线j的三相对地总电容；

在计算保护整定值ΔP_set时，从各馈线的三相对地总电容中选取最大值进行计算，即可一次计算得到max(ΔP_j)。

3.根据权利要求1所述的小电阻接地配电网的单相高阻接地故障识别方法，其特征在于：步骤2中，小电阻接地配电网正常运行时任意馈线i的各相故障前零序虚拟功率按如下公式计算：

A相故障前零序虚拟功率P_inA：

B相故障前零序虚拟功率P_inB：

C相故障前零序虚拟功率P_inC：

其中，上标*表示向量的共轭运算；Re表示取实部；表示故障前馈线i的零序电流，方向为流向母线；分别为故障前A相母线电压、B相母线电压、C相母线电压；

故障发生时任意馈线i的各相故障时零序虚拟功率按如下公式计算：

A相故障时零序虚拟功率P_ifA：

B相故障时零序虚拟功率P_ifB：

C相故障时零序虚拟功率P_ifC：

其中，表示故障时馈线i的零序电流，方向为流向母线；分别为故障时A相母线电压、B相母线电压、C相母线电压。