[发明专利]一种小电流接地系统的单相接地故障识别方法

说明书

本发明公开了一种小电流接地系统的单相接地故障识别方法，控制器通过控制各断路器的开断和闭合实现各个中性点接地电阻的投切，并根据母线零序电压确定中性点接地电阻是否投入，根据出线零序电流大小确定投入中性点接地电阻的数量，从而增大各故障指示器所在处的故障电流，提升故障指示器的灵敏度，准确定位故障区段。本发明解决了现有技术中故障指示器灵敏度不足、故障区段定位不准确等问题，通过改变中性点接线方式实现故障指示器灵敏度的提高，具有广泛的适用性和较强的可行性。

技术领域

本发明涉及电力系统故障识别领域，具体涉及一种小电流接地系统的单相接地故障识别方法。

背景技术

随着经济社会的高速发展，人民生活对电能的依赖，我国电力行业也不断地发展，电力网已趋向于“高电压、大容量、宽范围”的规划方向，对供电安全的可靠性要求必须提高。配电网直接为用户提供电能，其运行的安全可靠性直接影响到用户的经济损失以及生活质量。目前，我国配电网广泛采用小电流接地方式，包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经高阻接地。然而，在这种接地方式中，单相接地故障率最高。据电力运行部门的故障统计，小电流接地系统单相接地故障发生率约为80％。

小电流接地系统发生单相接地故障时经线路对地电容形成电流回路，电网线电压仍然对称，不影响对用户的正常供电，因此允许电网继续运行1～2h。然而，发生单相接地故障后，非故障相电压升高为线电压，且间歇性弧光接地可能引起电弧接地过电压。随着馈线的增多，电容电流增大，长时间带故障运行容易导致故障扩大为两点或多点接地短路，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。不论是从安全方面还是经济方面考虑，都应尽可能缩短系统带故障运行时间。因此，及时确定故障区段并切除故障尤为重要。

由于在小电流接地系统中，零序电流普遍较小，导致了零序电流保护的灵敏度要求较高，不能满足故障隔离和识别的要求。此外，受过渡电阻的影响，接地故障特征更为微弱，给故障选线和定位都带来了较大的困难。本领域技术人员也对此进行了大量研究，已提出了基于稳态分量、暂态分量以及人工智能算法等多种选线方法。然而在实际工程应用中，受数据获取途径、信号干扰、复杂工况等多种因素影响，均存在一定的局限性。因此，在保证可行性的同时，有必要对故障识别灵敏度的提高方法进行研究。

综上所述，由于小电流接地系统配电线路单相接地故障时故障电流小，故障指示器灵敏度较低，当故障发生时指示故障区段。因此，如何根据微弱故障电流，快速可靠地识别配电网接地故障，并实现准确的故障区段定位，成为了本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明提供了一种小电流接地系统的单相接地故障识别方法，解决如何根据微弱故障电流识别单相接地故障的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种小电流接地系统的单相接地故障识别方法，通过中性点接地电阻提供过压保护，通过线缆出口处的故障指示器对故障进行指示，所述中性点接地电阻为对地支路阻抗可变的电阻装置；所述中性点接地电阻串联接地总开关；控制器根据母线零序电压判断是否发生单相接地故障；若否，则断开接地总开关；若是，则闭合接地总开关，并根据出线零序电流调控所述中性点接地电阻的对地支路阻抗，从而将出线零序电流升高至超过故障指示器的动作阈值，使故障指示器得以识别故障。

进一步的，单相接地故障的判断条件如下：

U₀＞K_re1U_unb；

式中，U₀为母线零序电压；U_unb为配电网正常运行时母线最大不平衡电压；K_rel为可靠系数，取1.1～1.2。

进一步的，所述中性点接地电阻包括n个串联连接的接地电阻，每个接地电阻均并联有各自的断路器；控制器根据出线零序电流的大小控制断路器的断开数量，从而控制接地电阻的投入数量，使中性点接地电阻的对地支路阻抗得到调节。