[发明专利]一种适于中性点小电阻接地配网的单相接地故障检测方法

说明书

本发明公开了一种适于中性点小电阻接地配网的单相接地故障检测方法，以故障线路的零序电流与零序电压微分值的比值与非故障线路的比值存在明显差异为依据，通过采集母线的零序电压以及馈线的零序电流，计算线路的波形相似度，再根据波形相似度的大小来判断线路是否发生了单相接地故障，能够对故障线路和非故障线路进行正确判断，受过渡电阻的影响较小，且对于线性故障电阻和非线性故障电阻均具有良好的适用性，不受互感器的极性影响；而且，只需在传统采集零序电流信号的基础上，增加零序电压信号的采集和处理，易于工程实现。

技术领域

本发明涉及单相接地故障检测技术领域，尤其涉及一种适于中性点小电阻接地配网的单相接地故障检测方法。

背景技术

随着城市的快速发展，城市用地日益紧张，大中型城市配网的输电网络主要由电缆线路组成。由于电缆线路的对地电容较大，其在发生单相接地故障时所带来的电容电流难以被消弧线圈补偿，而且弧光接地过电压以及故障线路难以识别等问题也限制了消弧线圈接地方式的应用。小电阻接地系统由于具有有效限制弧光接地过电压、可及时切除故障线路以及降低设备绝缘水平等优点，在我国大中型城市配网得到了越来越广泛的应用。

单相接地故障约占配网故障的80％以上，是配网主要的故障类型之一。目前小电阻接地系统的主要保护方案为阶段式零序电流保护。但由于配网馈线所处的环境复杂，容易发生单相经高阻接地故障，其主要原因包括有：架空线路断线后掉地、架空线路与邻近物体比如树枝相接触以及电缆线路绝缘介质受损或者受潮等。由于高阻接地故障产生的故障电流小，其往往不能超过现有的零序电流保护阈值，以零序II段为例，其能耐受的过渡电阻值约为100。可见现有的阶段式零序电流保护的灵敏性受过渡电阻的影响较大，无法满足高阻接地故障检测的要求。部分变电站也有采用零序方向保护方案，但互感器的极性校验困难，效果也不理想。虽然高阻接地故障的故障电流小，但是掉地的高压线路以及故障电弧所产生的高温，可能会对附近的人们以及周边的环境造成很大的危害，甚至造成人身安全事故；同时，若任由故障电流一直存在，则会进一步损害绝缘，造成更为严重的故障，扩大故障范围。

目前针对高阻接地故障的检测方法主要集中在利用非线性电弧所产生的波形畸变以及谐波方面，但是当故障的非线性特征不明显时，此类均可能失效。

发明内容

本发明提供一种适于中性点小电阻接地配网的单相接地故障检测方法，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种适于中性点小电阻接地配网的单相接地故障检测方法，所述方法包括：

S1、赋初值给零序电压突变整定值u_0.set和保护动作整定值S_act；

S2、对母线的零序电压和馈线的零序电流进行低通滤波后采样，得到零序电压采样值序列u₀(n)以及零序电流采样值序列i₀(n)；

S3、判断是否满足|u₀(n)-u₀(n-1)|u_0.set；如果满足，则继续执行步骤S4；如果不满足，则返回步骤S2；

S4、根据以下公式计算母线的零序电压的微分值u_{dif_n}：

S5、根据以下公式分别计算时间窗为0.01s内的电压微分值U_base和电流基准值I_base：

S6、根据以下公式对时间窗为0.01s内的数据进行归一化处理：