專利名稱：電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法，適用于中性點(diǎn)不接地、經(jīng) 消弧線圈或高阻接地等非直接接地電力系統(tǒng)接地故障診斷及保護(hù)。
背景技術(shù)：
3-66kV電力系統(tǒng)多采用中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈或高阻接地等非直接接 地方式，即小電流接地系統(tǒng)。由于小電流接地系統(tǒng)接地故障電流小、閃弧造成 的接地過程不穩(wěn)定，及經(jīng)消弧線圈補(bǔ)償?shù)膯蜗嘟拥毓收蠣顟B(tài)復(fù)雜等原因，使得 如何正確快速選出單相接地故障線路成為長期困擾電力系統(tǒng)的一個難題。為此， 人們相繼研究了多種單相接地故障選線方法，常見的有基波群體比幅比相法、 五次諧波法、首半波法、小波法、電流抽樣法和零序有功分量法等等，這些選 線方法還存在一定的局限性。如1、基波群體比幅比相法，該法依據(jù)故障線路 零序電流等于非故障線路零序電流之和，故障線路零序電流方向與非故障線路 零序電流方向相反(相位差180°)。此法不適應(yīng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圏接地配電系 統(tǒng)，經(jīng)消弧線圈感性電流補(bǔ)償后故障線路零序電流不等于非故障線路零序電流 之和，甚或小于單一非故障線路零序電流，消弧線圏過補(bǔ)償時故障線路零序電 流方向與非故障線路零序電流方向相同。2、五次諧波法，該法針對中性點(diǎn)經(jīng)消 弧線圈接地系統(tǒng)，認(rèn)為系統(tǒng)中五次諧波含量較大且消弧線圈對五次補(bǔ)償很小， 可以采用系統(tǒng)中五次諧波分量比幅比相進(jìn)行選線。實(shí)際上五次諧波分量在系統(tǒng) 中含量仍比較小，且易受不確定因素影響，測得五次諧波與實(shí)際會有較大偏差。 3、首半波法，該法根據(jù)發(fā)生故障的最初半個周波內(nèi)，故障線路零序電流與非故 障線路零序電流方向相反的特點(diǎn)，比較首半波的零序電流極性進(jìn)行故障選線，暫態(tài)首半波在電壓過零短if各時失效，此法也鮮見成功的案例。目前，人們?nèi)栽?不斷探索新的檢測小電流接地系統(tǒng)接地故障線路的方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有方法的不足，提供一種電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保 護(hù)方法，使之不受非金屬性故障接地及消弧線圈補(bǔ)償?shù)扔绊懀瑴?zhǔn)確判定接地故 障線路。在此J^出上，通過保護(hù)自動或人工操作切除故障線路。
對于小電流系統(tǒng)，可定義其中性點(diǎn)通過阻抗Z-i + ^^接地，中性點(diǎn)不接地 時Z無窮大；經(jīng)消弧線圈接地i 近似為零，高阻接地W近似為零。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生 接地故障時，則
非故障回路或回路正常零序電流/0 及對地導(dǎo)納為<formula>formula see original document page 6</formula>故障回路零序電流/0 及導(dǎo)納&為<formula>formula see original document page 6</formula>接地故障殘余電流及導(dǎo)納&為<formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 7</formula>接地故障電阻r為
式中G"為回路正常對地電導(dǎo)；C"為回路每相對地電容；"o為系統(tǒng)零序電壓； t/'^為系統(tǒng)接地相電壓。G + /3 c: 為回路正常對地導(dǎo)納。 本發(fā)明的電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，可稱線路零序縱差保
護(hù)方法，包括如下步驟
a、 沖全測計(jì)算小電流接地系統(tǒng)被保護(hù)線路電源端與負(fù)荷端流經(jīng)零序工頻電流
/01、 /02，及其矢量之差(/01國/02 );
b、 檢測計(jì)算小電流接地系統(tǒng)被保護(hù)線路電源端與負(fù)荷端的各自負(fù)荷側(cè)對地
零序工頻導(dǎo)納/(n/t/0、 /02/t/0,及其之差(/Q1-/02 ) /"o;
c、 將a步驟得到的電流之差(/0廠/02
)與本線路的零序工頻電流(y0jL*[/0 ) 相比較，計(jì)算接地殘流值&， ^幅值大于整定值d時則判定該線路發(fā)生接地故
障，計(jì)算公式為I" |=| /01 -/02 -"i *"0Ci
d、 將b步驟得到的導(dǎo)納之差(/Q1-/o2 )/t/Q與本線路的對地零序工頻導(dǎo)納yoi
相比較，計(jì)算導(dǎo)納值^， ；^幅值大于整定值C2則判定該線i 各發(fā)生接地故障，計(jì)
算公式為I :r《|=|( /oi - /。2)/"o畫hi I > C2;
其中，ci值的范圍是0~ IOOA， C2值的范圍是0~ 1000毫西；t/o為系統(tǒng) 零序電壓；1^為被保護(hù)線路對地零序工頻導(dǎo)納，離線測取。
本發(fā)明的電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，可稱接地殘流及導(dǎo)納 保護(hù)方法，包括如下步驟
a、檢測計(jì)算小電流接地系統(tǒng)被保護(hù)線路電源端流經(jīng)零序工頻電流/oi;b、 檢測計(jì)算小電流接地系統(tǒng)被保護(hù)線路電源端的負(fù)荷側(cè)對地零序工頻導(dǎo)納
c、 將a步驟得到的零序工頻電流"i與本線路的對地零序工頻電流(y。Z[/。) 相比較，計(jì)算接地殘流值&, /;y幅值大于整定值d時則判定該線路發(fā)生接地故 障，計(jì)算公式為I/JH/01 - ;r。丄*t/oPc1; d、將b 步驟得到的零序工頻導(dǎo)納 /。"[/。與本線路的對地零序工頻導(dǎo)納y。i相
比較，計(jì)算導(dǎo)納&， ！^幅值大于整定值C2則判定該線路發(fā)生接地故障，計(jì)算公
式為I r《|叫/oi/[/o-r。丄I > C2;
其中，ci值的范圍是0 IOOA， C2值的范圍是0 1000毫西；；[/0為系統(tǒng) 零序電壓；roi為被保護(hù)線路對地零序工頻導(dǎo)納，離線測取。
本發(fā)明的電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，可稱接地電阻殘流診 斷方法，包括如下步驟
a、 檢測計(jì)算小電流接地系統(tǒng)被保護(hù)線路電源端與負(fù)荷端流經(jīng)零序工頻電流
/01、 /Q2,及其之差(/(u-/02 )，再與本線路的零序工頻電流("Zc/q )相比較， 計(jì)算接地殘流/《幅值，計(jì)算公式為|& |=| /oi - /02 _ "丄*1;
b、 將系統(tǒng)中三相電壓低者與接地殘流h相比，所得為接地電阻r，其結(jié)果r 小于整定值C，則判定線路絕緣受損，計(jì)算公式是^抓'"ft^， ％， t/c乂/7^C
或r=w/" ( C/戶t/c) / ( ^C;
其中，ci值的范圍是0 100A; [/0為系統(tǒng)零序電壓；ro丄為被保護(hù)線路對地 零序工頻導(dǎo)納，離線測取。
本發(fā)明的電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，可稱接地電阻殘流診 斷方法，包括如下步驟a、 檢測計(jì)算小電流接地系統(tǒng)被保護(hù)線路電源端流經(jīng)零序工頻電流/()1，將其 與本線路的零序工頻電流(}^*[/0)相比較，計(jì)算接地殘流&幅值，計(jì)算公式
b、 將系統(tǒng)中三相電壓低者與接地殘流&相比，所得為接地電阻r，其結(jié)果 i 小于整定值C,則判定線路絕緣受損，計(jì)算公式是F附/w(L^， &， t/c)//^C 或<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，Ci值的范圍是0 100A; [/o為系統(tǒng)零序電壓；j^為被保護(hù)線路對地 零序工頻導(dǎo)納，離線測取。
本發(fā)明的電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，可稱接地故障殘流靜 態(tài)調(diào)節(jié)方法，是由與消弧線圏串接的電抗器和與之并聯(lián)的過零點(diǎn)導(dǎo)通晶閘管開 關(guān)、保護(hù)電路及控制電路構(gòu)成，有控制端子經(jīng)光電耦合過零檢測觸發(fā)電路與晶 閘管開關(guān)連接。其中，所述的電抗器是消弧線圈抽出的部分繞組或串接的專用 電撫器，也可用阻尼電阻替代。其調(diào)節(jié)方法是當(dāng)控制端子加上輸入信號VI， 且當(dāng)系統(tǒng)零序電壓通過零點(diǎn)時晶閘管開關(guān)導(dǎo)通，將電抗器短接，改變感性補(bǔ)償 電流，平穩(wěn)調(diào)節(jié)接地殘流。檢測計(jì)算晶閘管開關(guān)導(dǎo)通前后被保護(hù)線路零序電流 及對地零序?qū)Ъ{，變化大于整定值則判定該線路有^l妻地故障。
電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法，具有下列優(yōu)越性
1、 可直接檢測被保護(hù)線路是否存在接地故障。尤其用本發(fā)明方法構(gòu)成的線 路零序縱差保護(hù)可解決電源或環(huán)網(wǎng)線路接地故障選線問題。
2、 使電力系統(tǒng)小電流接地故障線路的選線方法實(shí)現(xiàn)了由定性分析判斷到定 量分析判斷的轉(zhuǎn)變。
3、 單相接地故障零序工頻電流和電壓幅值遠(yuǎn)大于其它各諧波量，更易高精 度檢測，還可在故障期間內(nèi)人工指令重復(fù)檢測比較判斷。4、 被保護(hù)線路對地零序工頻導(dǎo)納參數(shù)不受接地故障影響，可事先離線測取 將其錄入保護(hù)裝置作為整定參考數(shù)據(jù)。
5、 通過檢測接地故障殘流及導(dǎo)納的方式實(shí)現(xiàn)線路故障檢測，對閃弧故障或 其它非金屬性故障有更強(qiáng)的適用性，且不受消弧線圈過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償?shù)挠绊憽?br>
6、 通過檢測接地殘流與系統(tǒng)相電壓，可以計(jì)算得到接地電阻用以判斷線路 絕緣狀態(tài)，或高阻接地故障。
7、 因配電網(wǎng)負(fù)荷的變化不會引起被保護(hù)線路自身產(chǎn)生的零序工頻電流或?qū)?納變化，所以用殘流診斷法選線也不會受負(fù)荷變化的影響。
8、 靜態(tài)調(diào)節(jié)接地故障殘流，可實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)調(diào)節(jié)，晶閘管開關(guān)過零點(diǎn)導(dǎo)通 不會對系統(tǒng)造成沖擊。
圖1為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法的一個具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意
圖2是本發(fā)明中的電力系統(tǒng)接地故障殘流靜態(tài)調(diào)節(jié)裝置Z的結(jié)構(gòu)示意圖， 其中，8為消弧線圏抽出的部分繞組或串接的專用電抗器，6為晶閘管開關(guān)，5 為保護(hù)電路，7為光電耦合過零檢測觸發(fā)電路；1、 2為主接線端子，3、 4為控 制端子，VI為輸入信號。
圖3為非故障線路(或線路正常)零序工頻電流矢量關(guān)系示意圖4為消弧線圈過補(bǔ)償時故障線路零序工頻電流矢量關(guān)系示意圖。
圖5為消弧線圈欠補(bǔ)償時故障線路零序工頻電流矢量關(guān)系示意圖，殘流值
小于線路正常零序工頻電流。
圖6為消弧線圈欠補(bǔ)償時故障線路零序工頻電流矢量關(guān)系示意圖，殘流值
大于線路正常零序工頻電流；或中性點(diǎn)高阻接地時故障線路零序工頻電流矢量
關(guān)系示意圖。其中CB1、 CB2、 CB3、 CB4為線路兩端斷路器；ZCT1、 ZCT2、 ZCT3 為零序電流互感器，GPT1、 GPT2為電壓互感器；RTU1、 RTU2、 FTU為檢測 單元；TR為接地變壓器，coL是消弧線圈，Z為接地故障殘流靜態(tài)調(diào)節(jié)裝置；& 為接地故障殘余電流，/oi為被保護(hù)線路的零序工頻電流，/o為被保護(hù)線路首端 流經(jīng)的零序電 流，/。2
為被保護(hù)線路末端流經(jīng)的零序電 流,/。"
為整個回路正常零
序電流。
零序工頻導(dǎo)納向量關(guān)系同零序工頻電流矢量關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是通過線路兩端的電流電壓檢 測單元(RTU1和FTU或RTU2)、與消弧線圈串接的殘流靜態(tài)調(diào)節(jié)裝置Z、主 機(jī)及通訊系統(tǒng)，結(jié)合本發(fā)明的電力系統(tǒng)接地故障殘流i貪斷保護(hù)方法，判定接地 故障線路或其絕緣狀態(tài)。主機(jī)可與檢測單元集成，如RTU1、 RTU2、 FTU可作 為具主機(jī)功能的主4企測單元。
實(shí)施例1
電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，線路零序縱差保護(hù)方法。通過
檢測計(jì)算線路電源端與負(fù)荷端流經(jīng)零序工頻電流之差(/0廠/02)、導(dǎo)納之差
(/01-/02 )/t/o，分別與本路的零序工頻電流(}%*C/0 )和對地零序工頻導(dǎo)納"丄 進(jìn)行矢量差，得到接地殘流^或?qū)Ъ{^，比較其幅值大于整定值則判定該線路
發(fā)生接地故障。計(jì)算公式為|& H /oi - /02-y。丄*"0 ^ Ci及| & |=|(/oi■ /02 )/"o-:To丄I >C2， Ci值的范圍是0 100A, C2值的范圍是0 1000毫西。
實(shí)施例2
電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，接地殘流及導(dǎo)納保護(hù)方法。適 于用電設(shè)備單一或固定的線路保護(hù)。通過在線檢測計(jì)算線路電源端流經(jīng)零序工
頻電流^和對地零序工頻導(dǎo)納/(n/t/()，并與線路的零序工頻電流()或?qū)Ъ{7()i進(jìn)行矢量差，得到接地殘流/《或?qū)Ъ{1^,比較其幅值大于整定值則判定
該線路發(fā)生接地故障。該法是線路零序縱差保護(hù)方法在/。2=0時的一個特例，故
其軟硬件可與線路零序縱差保護(hù)通用。
實(shí)施例3
電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，接地電阻殘流診斷方法。利用
實(shí)施例i或2方法得到接地殘流/;y或?qū)Ъ{^,將其幅值與系統(tǒng)最低相電壓相比，
所得為接地電阻r,其值小于整定值C則判斷線路絕緣受損。計(jì)算公式可采用 r=m/"([^， C/B， t/c)//^C或Fm/" (t^， t/c)^C， C值的范
圍是0~ 100MQ。 實(shí)施例4
電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)之一，電力系統(tǒng)接地故障殘流靜態(tài)調(diào)節(jié)方 法。其調(diào)節(jié)裝置由過零點(diǎn)導(dǎo)通晶閘管開關(guān)6并聯(lián)電抗器8、保護(hù)電路5及閘管開 關(guān)控制電路7構(gòu)成，有控制端子3、 4經(jīng)光電耦合過零檢測觸發(fā)電路7與晶閘管 開關(guān)6連接，主接線端子l、 2分別與消弧線圈及地連接，如圖1、圖2所示。 當(dāng)加上輸入信號VI(—般為高電平)，且當(dāng)系統(tǒng)零序電壓通過零點(diǎn)時晶閘管開關(guān) 導(dǎo)通，將電抗器短接，改變感性補(bǔ)償電流，平穩(wěn)調(diào)節(jié)接地殘流，根據(jù)殘流的變 化診斷接地故障線路及其絕緣狀態(tài)，還可以提高實(shí)施例1 ~ 3的殘流診斷精度。 在消弧線圏非完全補(bǔ)償運(yùn)行狀態(tài)下或接地殘流較大時可不投用調(diào)節(jié)裝置。
電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法通過下列步驟實(shí)現(xiàn)的 (l)檢測單元檢測系統(tǒng)電壓和線路流經(jīng)零序電流，零序電流變化或零序 電壓幅值超過整定值則上報主機(jī)接地故障發(fā)生，鎖定故障起始時刻。接受主機(jī) 指令，將所采集線路零序電流、系統(tǒng)三相電壓和零序電壓上報主機(jī)。a、監(jiān)測系統(tǒng)零序電壓或線路零序電流的變化作為接地故障檢測啟動條件， 判定故障起始時刻。零序工頻電壓或電流的幅值或有效值都可做啟動條件。小 電流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，線路會有零序電流存在，系統(tǒng)也會產(chǎn)生零序電壓， 且都會隨接地故障點(diǎn)過渡電阻的降低而增大。當(dāng)發(fā)生金屬性接地故障時，系統(tǒng) 零序電壓幅值等于正常工作時的相電壓。因此，可以利用零序電壓或零序電流 超過設(shè)定值作為單相接地故障的啟動條件，并認(rèn)定為發(fā)生接地故障時刻。如 t/o^4，電壓設(shè)定值[/必一般可在15-30V間選取。
所用的零序電壓和零序電流可以是通過ZCT和GPT直接測量的結(jié)果，也可 以是通過測量三相電壓或電流計(jì)算而來，零序電流用零序電流互感器ZCT直接 測取精度較高。計(jì)算公式<formula>formula see original document page 13</formula>
b、上報主機(jī)故障發(fā)生信息、接受主機(jī)指令將線路零序電流、系統(tǒng)三相和零 序電壓采樣數(shù)據(jù)上報主機(jī)。線路兩端檢測單元需按主機(jī)指令同步或接近同步釆 樣，以滿足線路零序縱差保護(hù)需要。
(2)主機(jī)接收檢測單元上報的接地故障發(fā)生信息或人員設(shè)置信息；指令 殘流靜態(tài)調(diào)節(jié)裝置使其過零點(diǎn)導(dǎo)通晶閘管開關(guān)通斷，線路兩端檢測單元進(jìn)行采 樣；調(diào)集檢測單元采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算系統(tǒng)三相及零序電壓、線路零序工頻電流； 分析比較接地殘流及導(dǎo)納、接地電阻，其幅值超出整定值則判定被保護(hù)線路故 障接地或絕緣受損，發(fā)出相應(yīng)信號。其基本判據(jù)為故障或絕緣受損線路接地 殘流或?qū)Ъ{幅值大于零，正常線路無殘流。即線路兩端檢測的零序工頻電流
矢量差(/01-/02 )、導(dǎo)納矢量差(/01-/02 ) /c/o分別與本線路的零序工頻電流
(yoi*^)和導(dǎo)納y"再進(jìn)行矢量差計(jì)算，所得接地殘電流"或?qū)Ъ{&幅值大 于整定值則判定被保護(hù)線路有接地故障存在。計(jì)算公式為<formula>formula see original document page 14</formula> 式中ro丄為人為輸入
的線路對地零序工頻導(dǎo)納，d和c2為動作整定值，d和c2為大于零的值。絕
緣受損計(jì)算公式為<formula>formula see original document page 14</formula>。接地殘流或?qū)Ъ{幅值大于整定值Ci或c2則判定該線路有^妄地故障，^接地電 阻小于整定值C則判定該線路絕緣受損。
a、 根據(jù)檢測單元上報接地故障發(fā)生信息，控制殘流靜態(tài)調(diào)節(jié)單元，調(diào)集檢 測單元采集數(shù)據(jù)；
b、 根據(jù)主機(jī)設(shè)置信息，控制殘流靜態(tài)調(diào)節(jié)單元，調(diào)集4企測單元釆集數(shù)據(jù)；
c、 根據(jù)檢測單元釆集數(shù)據(jù)，計(jì)算工頻三相及零序電壓、零序電流、接地 故障殘流、導(dǎo)納和電阻，分析判斷故障線路或線路絕緣狀態(tài)。將接地殘流及導(dǎo) 納幅值或接地電阻與整定值比較，判定該電力線路是否有接地故障或絕緣受損， 發(fā)出接地故障或絕緣受損信號。
本發(fā)明是依據(jù)檢測計(jì)算接地殘流及導(dǎo)納、電阻確定故障線路、判斷絕緣狀 態(tài)，所以本發(fā)明的方法可稱為接地故障殘流診斷保護(hù)法。
(3) 控制殘流靜態(tài)調(diào)節(jié)裝置接受主機(jī)控制，使其晶閘管開關(guān)過電壓零點(diǎn) 導(dǎo)通，將與過零點(diǎn)導(dǎo)通晶閘管開關(guān)并接的電抗器短接，平穩(wěn)調(diào)節(jié)接地殘流，以 提高接地故障及絕緣狀態(tài)診斷的準(zhǔn)確度。在消弧線圈非完全補(bǔ)償運(yùn)行狀態(tài)下或 接地殘流較大時可不投用。
(4) 通訊系統(tǒng)各種通訊系統(tǒng)都可完成本發(fā)明所要求的任務(wù)，若保護(hù)線路 兩端檢測單元間采用光纖通訊更為理想。
其優(yōu)選方式是
1、與線路微機(jī)縱差保護(hù)測控裝置(及7L7、 F7I/或i 7772)及其通訊系統(tǒng)共 用軟硬件平臺，結(jié)合電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法，分析判定故障線路、發(fā)出故障信號。本方式只需在原平臺基礎(chǔ)上增設(shè)線路零序縱差保護(hù)信息處理軟 件，保護(hù)線路負(fù)荷端參與檢測時再加設(shè)零序電流互感器等硬件即可實(shí)現(xiàn)。
2、用專用接地故障綜合選線保護(hù)裝置，集合各檢測單元及主機(jī)、通訊系統(tǒng) 功能。線路負(fù)荷端檢測單元也可利用微機(jī)保護(hù)測控裝置(F71/)，與接地故障綜 合選線保護(hù)裝置組合成接地故障綜合選線保護(hù)系統(tǒng)。需增設(shè)接地故障保護(hù) 信息處理軟件及零序電流互感器等硬件。
在消弧線圈非完全補(bǔ)償運(yùn)行狀態(tài)或接地殘流較大時，可不投用殘流靜態(tài)調(diào) 節(jié)裝置；接地殘流較小時由主機(jī)控制殘流靜態(tài)調(diào)節(jié)裝置投入，指令檢測單元在 相應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行釆樣。
下面結(jié)合本發(fā)明的一個實(shí)例，說明電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法的 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作過程
1) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
如圖1所示，整套系統(tǒng)由安裝在線路兩端的保護(hù)測控單元和F71/ 或及7IZ2)及相互聯(lián)系的通訊系統(tǒng)等組成，及7T// 、及7IZ2 、 F7T7均具有主機(jī)和檢 測單元雙重功能。
2) 工作過程
及7T/7 、 或及7T/2監(jiān)測系統(tǒng)零序電壓大于整定值，上報主機(jī)系統(tǒng)發(fā)生接 地故障信息，主機(jī)接收信息后，調(diào)取檢測系統(tǒng)電壓及其流經(jīng)零序電流，計(jì)算線 路兩端檢測零序工頻電流和導(dǎo)納的矢量差，再分別與線路丄i的零序工頻電流 和導(dǎo)納進(jìn)行矢量差計(jì)算，得出接地殘流和導(dǎo)納，比較其幅值大于整定值，則判 定線路^存在接地故障，發(fā)出線路接地故障信號(線路零序縱差保護(hù)方法)。
RTU2 險測其負(fù)荷側(cè)零序工頻電流和導(dǎo)納，與線路丄2的零序工頻電流和導(dǎo) 納進(jìn)行矢量差計(jì)算，得出接地殘流和導(dǎo)納，比較其幅值大于整定值，則判定線路丄2存在接地故障，發(fā)出線路接地故障信號。用電設(shè)備單一或固定的線路保護(hù) 可不設(shè)置F71/，如線路丄2 (接地殘流及導(dǎo)納保護(hù)方法)。
確定故障線路后，可以各種形式報告接地故障信息，并自動或人工操作斷
開CB7、 CB2或C53，切除故障線路。
主機(jī)將系統(tǒng)三相電壓最低者與接地殘流相比，其結(jié)果較整定值小則判定線 路絕緣受損。
權(quán)利要求
1、電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，包括如下步驟a、檢測計(jì)算小電流接地系統(tǒng)被保護(hù)線路電源端與負(fù)荷端流經(jīng)零序工頻電流 id="icf0001" file="A2008100117450002C1.tif" wi="17" he="5" top= "48" left = "23" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>及其矢量之差 id="icf0002" file="A2008100117450002C2.tif" wi="20" he="5" top= "48" left = "74" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>b、檢測計(jì)算小電流接地系統(tǒng)被保護(hù)線路電源端與負(fù)荷端的各自負(fù)荷側(cè)對地零序工頻導(dǎo)納 id="icf0003" file="A2008100117450002C3.tif" wi="32" he="6" top= "69" left = "51" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>及其之差 id="icf0004" file="A2008100117450002C4.tif" wi="29" he="5" top= "69" left = "107" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>c、將a步驟得到的電流之差 id="icf0005" file="A2008100117450002C5.tif" wi="18" he="5" top= "80" left = "90" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>與本線路的零序工頻電流 id="icf0006" file="A2008100117450002C6.tif" wi="20" he="5" top= "80" left = "164" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>相比較，計(jì)算接地殘流值 id="icf0007" file="A2008100117450002C7.tif" wi="13" he="5" top= "91" left = "74" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>幅值大于整定值C1時則判定該線路發(fā)生接地故障，計(jì)算公式為<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mrow> <mo>|</mo> <msub><mover> <mi>I</mi> <mo>·</mo></mover><mi>δ</mi> </msub> <mo>|</mo></mrow><mo>=</mo><mrow> <mo>|</mo> <mover><msub> <mi>I</mi> <mn>01</mn></msub><mo>·</mo> </mover> <mo>-</mo> <mover><msub> <mi>I</mi> <mn>02</mn></msub><mo>·</mo> </mover> <mo>-</mo> <msub><mi>Y</mi><mrow> <mn>0</mn> <mi>L</mi></mrow> </msub> <mo>*</mo> <mover><msub> <mi>U</mi> <mn>0</mn></msub><mo>·</mo> </mover> <mo>|</mo></mrow><mo>≥</mo><msub> <mi>C</mi> <mn>1</mn></msub><mo>;</mo> </mrow>]]></math> id="icf0008" file="A2008100117450002C8.tif" wi="55" he="6" top= "100" left = "55" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>d、將b步驟得到的導(dǎo)納之差 id="icf0009" file="A2008100117450002C9.tif" wi="25" he="6" top= "111" left = "89" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>與本線路的對地零序工頻導(dǎo)納Y0L相比較，計(jì)算導(dǎo)納值Yδ，Yδ幅值大于整定值C2則判定該線路發(fā)生接地故障，計(jì)算公式為<maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><mo>|</mo><msub> <mi>Y</mi> <mi>δ</mi></msub><mo>|</mo><mo>=</mo><mo>|</mo><mrow> <mo>(</mo> <mover><msub> <mi>I</mi> <mn>01</mn></msub><mo>·</mo> </mover> <mo>-</mo> <mover><msub> <mi>I</mi> <mn>02</mn></msub><mo>·</mo> </mover> <mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mover> <msub><mi>U</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>·</mo></mover><mo>-</mo><msub> <mi>Y</mi> <mrow><mn>0</mn><mi>L</mi> </mrow></msub><mo>|</mo><mo>≥</mo><msub> <mi>C</mi> <mn>2</mn></msub><mo>;</mo> </mrow>]]></math> id="icf0010" file="A2008100117450002C10.tif" wi="53" he="6" top= "132" left = "40" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>其中，C1值的范圍是0～100A，C2值的范圍是0～1000毫西； id="icf0011" file="A2008100117450002C11.tif" wi="4" he="5" top= "142" left = "164" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>為系統(tǒng)零序電壓；Y0L為被保護(hù)線路對地零序工頻導(dǎo)納，離線測取。
2、電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，包括如下步驟a、 檢測計(jì)算小電流接地系統(tǒng)被保護(hù)線路電源端流經(jīng)零序工頻電流/01;b、 檢測計(jì)算小電流接地系統(tǒng)被保護(hù)線路電源端的負(fù)荷側(cè)對地零序工頻導(dǎo)納/o勿o;c、 將a步驟得到的零序工頻電流^與本線路的對地零序工頻電流(yoi*t/o ) 相比較，計(jì)算接地殘流值&, /《幅值大于整定值Ci時則判定該線路發(fā)生接地故 障，計(jì)算公式為d、 將b步驟得到的零序工頻導(dǎo)納/(M/t/。與本線路的對地零序工頻導(dǎo)納^)i相比較，計(jì)算導(dǎo)納&, ]^幅值大于整定值C2則判定該線路發(fā)生接地故障，計(jì)算公式為1^1=1 /oi/f/。-:r。L I^C2;其中，d值的范圍是0 100A, C2值的范圍是0 1000毫西；[/o為系統(tǒng)零 序電壓；y^為被保護(hù)線路對地零序工頻導(dǎo)納，離線測取。
3、 電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，包括如下步驟a、 檢測計(jì)算小電流接地系統(tǒng)被保護(hù)線路電源端與負(fù)荷端流經(jīng)零序工頻電流/01、 /02,及其之差(/(H-/02 )，再與本線路的零序工頻電流()相比較，計(jì)算接地殘流/《幅值，計(jì)算公式為|/《|=| /01 -/02—y0I *f/o l;b、 將系統(tǒng)中三相電壓低者與接地殘流h相比，所得為接地電阻r，其結(jié)果r 小于整定值C,則判定線路絕緣受損，計(jì)算公式是F^"f", ^c^/7^C或r=/w>7 (t/j，t/c) / ( F/"o) ^C;其中，C值的范圍是0-100MQ; c/o為系統(tǒng)零序電壓；j^為被保護(hù)線路對 地零序工頻導(dǎo)納，離線測取。
4、 電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，包括如下步驟a、 檢測計(jì)算小電流接地系統(tǒng)被保護(hù)線路電源端流經(jīng)零序工頻電流/(n,將其 與本線路的零序工頻電流(yM*t/。)相比較，計(jì)算接地殘流/j幅值，計(jì)算公式為1&1="01 —""t/ol;b、 將系統(tǒng)中三相電壓低者與接地殘流/《相比，所得為接地電阻n其結(jié)果 i 小于整定值C，則判定線路絕緣受損，計(jì)算公式是pm!'"(^， C/s， C/c)//-C或"=照》(t/j， "c) / (其中，C值的范圍是0 100MQ; t/o為系統(tǒng)零序電壓；}^為被保護(hù)線路對 地零序工頻導(dǎo)納，離線測取。
5、 電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，其特征是將過零點(diǎn)導(dǎo)通晶閘 管開關(guān)應(yīng)用于電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法中。
6、 電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，其特征是由與消弧線圏(8) 串接的電抗器(9)和與之并聯(lián)的過零點(diǎn)導(dǎo)通晶閘管開關(guān)(6)、保護(hù)電路(5) 及控制電路構(gòu)成，有控制端子(3, 4)經(jīng)光電耦合過零^r測觸發(fā)電路(7)與晶 閘管開關(guān)(6)連接，當(dāng)控制端子加上輸入信號VI，且當(dāng)系統(tǒng)零序電壓通過零點(diǎn) 時晶閘管開關(guān)導(dǎo)通，將電抗器短接，改變感性補(bǔ)償電流，平穩(wěn)調(diào)節(jié)接地殘流； 檢測計(jì)算晶閘管開關(guān)導(dǎo)通前后被保護(hù)線路零序電流及對地零序?qū)Ъ{，變化大于 整定值則判定該線^各有接地故障。
7、 如權(quán)利要求5所述的電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法之一，其特征 在于電抗器(9)是消弧線圈抽出的部分繞組或串接的專用電抗器，也可用阻尼 電阻替代。
全文摘要
電力系統(tǒng)接地故障殘流診斷保護(hù)方法，是通過線路兩端檢測單元、主機(jī)、通訊系統(tǒng)及殘流靜態(tài)調(diào)節(jié)裝置配合實(shí)現(xiàn)。其過程是a.在線監(jiān)測系統(tǒng)的零序電壓和相電壓、被保護(hù)線路及線路兩端的零序電流；b.零序電壓或零序電流大于整定值則判斷系統(tǒng)發(fā)生接地故障；c.計(jì)算電力線路首端與末端流經(jīng)零序電流和本線路的零序電流的矢量差，分別計(jì)算零序電流的矢量差與系統(tǒng)零序電壓的比值、接地故障相電壓與零序電流的矢量差的比值；d.控制接地故障殘流靜態(tài)調(diào)節(jié)裝置改變接地殘流；e.將上述各量的幅值與整定值相比較，分析判斷故障線路或線路絕緣狀態(tài)，發(fā)出相應(yīng)信號。其優(yōu)點(diǎn)是可解決電源或環(huán)網(wǎng)線路接地故障選線問題，快速地診斷接地系統(tǒng)故障線路、準(zhǔn)確度高，使小電流接地故障線路的選線方法實(shí)現(xiàn)了由定性分析判斷到定量分析判斷的轉(zhuǎn)變。
文檔編號H02H7/26GK101291054SQ20081001174
公開日2008年10月22日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者巍 劉, 劉大志, 劉樹祥, 劉秀明, 劉胤宏 申請人:劉樹祥