[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

说明书

本发明公开了一种小电阻接地配电网的单相高阻接地故障识别方法，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；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；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。还公开了一种电网保护方法，利用本发明的方法识别出发生单相高阻接地故障的馈线；针对故障馈线采取保护措施。本发明解决了现有技术中的识别方法可靠性低的技术问题，计及对地电容参数不对称度的影响，具有较高的灵敏度和可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域，具体涉及一种小电阻接地配电网的单相高阻接地故障识别方法，还涉及一种小电阻接地配电网的保护方法。

背景技术

随着电缆在城市配电网中的广泛使用，系统对地电容电流不断增大，单相接地故障电流增大，电弧不易熄灭，容易产生间歇性弧光接地过电压。不接地方式和消弧线圈接地方式已不能很好解决以上问题。小电阻接地配电网指配电网中性点经小电阻(阻值在30Ω以内)接地，小电阻接地方式因具有单相接地故障过电压水平低、保护简单等特点，成为了以电缆为主的城市配电网主要中性点接地方式。

单相接地故障是电网的主要故障形式，单相高阻接地故障是单相接地故障中的一种，单相高阻接地也故障是小电阻接地配电网中较为突出的故障问题。当中性点经小电阻接地的配电网发生单相高阻接地故障时，其故障特征量很小且易受线路电容电流以及对地参数不平衡的影响。目前主要采用零序过流保护和零序功率方向保护来识别配电网单相接地故障。零序过流保护定值需可靠躲过区外线路发生金属性接地故障时流过区内线路的对地电容电流，定值较高，且馈线中电缆的广泛使用进一步提高了保护定值，削弱了零序过流保护对高阻接地故障的灵敏度。零序功率方向保护具备较好的反映过渡电阻能力，但由于零序电压、电流的极性校验困难，且高阻接地故障时用于判断功率方向的零序电压幅值较小，存在保护死区。配电网单相高阻接地的可靠性识别和切除一直是电网安全运行的难题。

当发生单相高阻接地故障时，现有保护难以识别和切除故障，极易造成人身触电或引起火灾事故。因此，寻求一种小电阻接地配电网单相高阻接地故障保护将有利于提升配电系统的整体安全性能。针对该问题，国内外研究学者开展了大量研究。但是研究的重点在于利用短时傅里叶变换、离散小波变换、神经网络算法等提取高阻接地故障的谐波特征量以识别单相高阻接地故障，但其适用性有限。有学者尝试引入零序电压作为制动量，根据制动量自适应调整零序保护定值从而改进零序过流保护的性能，或通过构造相应的保护判据以达到识别单相高阻接地故障，但是上述方法均未考虑对地参数不平衡对单相高阻识别的影响。有学者提出利用已有配电自动化终端设备计量电流、电压、电能质量、信号异常、谐波等参数，构建相应的识别判据实现高阻故障检测，但是对配网自动化水平提出了较高要求。

综上所述，小电阻接地配电网单相高阻接地故障难以有效识别和保护严重影响系统安全性能，但是现有的单相高阻接地故障识别方法和保护在可靠性和适应性方面存在不足，且未考虑对地参数不平衡的影响。如何准确地识别小电阻接地配电网单相高阻接地故障，并形成具有较高可靠性和适应性的保护方法目前尚未有可行的技术方案。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种小电阻接地配电网的单相高阻接地故障识别方法，解决现有技术中的单相高阻接地故障识别方法可靠性低的技术问题，能够计及对地电容参数不对称度的影响，具有较高的灵敏度和可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种小电阻接地配电网的单相高阻接地故障识别方法，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；