小電流接地電力系統(tǒng)相間短路與單相接地綜合保護方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領域，涉及電力系統(tǒng)繼電保護領域，具體涉及一種小電流接 地電力系統(tǒng)相間短路與單相接地綜合保護方法。
【背景技術】
[0002] 在中低壓配電網(wǎng)中，通常各條出線均配有階段式電流保護裝置，當發(fā)生相間短路 故障時，保護安裝處將流過明顯的的短路電流，裝置通過判斷測量電流與整定值的大小確 定故障是在區(qū)內(nèi)還是區(qū)外，并對區(qū)內(nèi)故障進行快速切除。
[0003] 為提高電力系統(tǒng)運行可靠性，我國中低壓配電網(wǎng)通常采用小電流接地運行方式。 當某一條線路發(fā)生單相接地故障時，并不會出現(xiàn)明顯的故障電流，此時系統(tǒng)可帶故障繼續(xù) 運行，但必須盡快選出故障線路并采取應對措施。目前，較多變電站中專門配有一臺或多臺 (不同原理）集中式選線裝置，發(fā)生單相接地故障時，通過對比多條線路的電氣量特征選出 故障線路。但每個變電站都必須單獨裝設選線裝置，不僅增加建設成本，也使得運行維護更 加復雜。
[0004] 近年來，隨著具有自舉性的選線算法的出現(xiàn)，已經(jīng)可以實現(xiàn)分散式選線，僅利用本 線路的信息即可判斷本線路是否為故障線路。此類算法的提出，為實現(xiàn)接地選線和相間短 路保護一體化提供了可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于小電流接地電力 系統(tǒng)的綜合保護方法，將階段式電流保護與具有自舉性的選線方法相配合，構成一種用于 小電流接地電力系統(tǒng)的相間短路與單相接地綜合保護方法。使用本發(fā)明所述的保護方法 時，只需在各出線首端配置一臺相間短路與單相接地綜合保護裝置即可，不需再單獨裝設 小電流接地選線裝置，有效地簡化了保護配置。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：
[0007] -種小電流接地電力系統(tǒng)相間短路與單相接地綜合保護方法，包括如下步驟：
[0008] 步驟一：實時采集小電流接地電力系統(tǒng)保護安裝處零序電壓^T0和三相電流 ，零序電壓使用采樣頻率為1.2kHz的低頻采樣，三相電流使用采樣頻率為 25. 6kHz的高頻采樣；
[0009] 步驟二：計算相電流突變量，并使用三相電流突變量啟動算法判斷是否發(fā)生相間 短路故障，若相電流突變量越限，則判定為相間短路故障并進入步驟三，否則進入步驟四； [0010] 步驟三：將采樣頻率為25. 6kHz的三相電流數(shù)據(jù)抽樣成I. 2kHz的低頻采樣數(shù)據(jù)， 使用傅氏算法提取三相電流幅值，并通過階段式電流保護程序判斷該故障是區(qū)內(nèi)故障還是 區(qū)外故障，若為區(qū)內(nèi)故障則動作于跳閘，否則裝置復歸；
[0011] 步驟四：計算零序電壓突變量，并判斷零序電壓突變量是否越限，若零序電壓突變 量在5ms時間窗內(nèi)持續(xù)越限，則判定為單相接地故障并進入步驟五，否則裝置復歸；
[0012] 步驟五：啟動具有自舉性的單相接地選線算法，使用采樣頻率為25. 6kHz的三相 電流高頻采樣數(shù)據(jù)，判斷本線路是否為故障線路，若為故障線路則發(fā)告警信號，否則裝置復 歸。
[0013] 優(yōu)選地，步驟二所述三相電流突變量啟動算法如下：
【主權項】
1. 一種小電流接地電力系統(tǒng)相間短路與單相接地綜合保護方法，其特征在于，包括如 下步驟： 步驟一：實時采集小電流接地電力系統(tǒng)保護安裝處零序電壓和三相電流
，零序電壓使用采樣頻率為1.2kHz的低頻采樣，三相電流使用采樣頻率為 25. 6kHz的高頻采樣； 步驟二：計算相電流突變量，并使用三相電流突變量啟動算法判斷是否發(fā)生相間短路 故障，若相電流突變量越限，則判定為相間短路故障并進入步驟三，否則進入步驟四； 步驟三：將采樣頻率為25. 6kHz的三相電流數(shù)據(jù)抽樣成1. 2kHz的低頻采樣數(shù)據(jù)，使用 傅氏算法提取三相電流幅值，并通過階段式電流保護程序判斷該故障是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外 故障，若為區(qū)內(nèi)故障則動作于跳閘，否則裝置復歸； 步驟四：計算零序電壓突變量，并判斷零序電壓突變量是否越限，若零序電壓突變量在 5ms時間窗內(nèi)持續(xù)越限，則判定為單相接地故障并進入步驟五，否則裝置復歸； 步驟五：啟動具有自舉性的單相接地選線算法，使用采樣頻率為25. 6kHz的三相電流 高頻采樣數(shù)據(jù)，判斷本線路是否為故障線路，若為故障線路則發(fā)告警信號，否則裝置復歸。
2. 根據(jù)權利要求1所述的小電流接地電力系統(tǒng)相間短路與單相接地綜合保護方法，其 特征在于，步驟二所述三相電流突變量啟動算法如下：
式中：<?>表示相別，n為當前采樣點，N為每個工頻周期的采樣點數(shù)；&為相電流的 當前采樣值，AU"]為相電流突變量，可由式（2)求得；為浮動門檻，由式（3)可得；In表示負荷電流幅值；ki、k2為可靠系數(shù)； 對于各相電流信號，當連續(xù)3個電流突變量采樣值超過預設門檻值
，即 式（1)成立時，則判斷發(fā)生相間短路，保護啟動。
3. 根據(jù)權利要求2所述的小電流接地電力系統(tǒng)相間短路與單相接地綜合保護方法，其 特征在于，所述可靠系數(shù)4= 1.25,可靠系數(shù)1^2= 0.06。
4. 根據(jù)權利要求1所述的小電流接地電力系統(tǒng)相間短路與單相接地綜合保護方法，其 特征在于，步驟四所述計算零序電壓突變量的算法如下： Au〇 [n] =u〇 [n] -u〇 [n-N] (4)
式中：n為當前采樣點，N為每個工頻周期的采樣點數(shù)；U(l[n]為零序電壓的實時采樣 值，Aujn]為零序電壓的實時突變量，可由式（4)求得；△ %[n]為零序電壓突變量幅值， %>[?]為相電壓幅值，m為啟動系數(shù)； 當公式（5)成立時，則判定系統(tǒng)零序電壓越限，并啟動單相接地識別算法。
5.根據(jù)權利要求4所述的小電流接地電力系統(tǒng)相間短路與單相接地綜合保護方法，其 特征在于，所述啟動系數(shù)m= 0. 2。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小電流接地電力系統(tǒng)的相間短路與單相接地綜合保護方法，首先，保護裝置采集三相電流和零序電壓，并實時計算各相電流及零序電壓的突變量；然后檢測相電流突變量是否越限，若相電流突變量超過定值，則判定為相間短路故障，并進入階段式電流保護程序；否則，檢測零序電壓突變量是否越限，若零序電壓突變量超過定值，則判定為單相接地故障，并進入單相接地選線程序；本發(fā)明兼具相間短路保護和小電流接地選線兩項功能，既能在發(fā)生相間短路故障時迅速可靠地動作于跳閘，又能在小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時準確選線并發(fā)出告警信號；使用本發(fā)明所述的保護方法時，只需在各出線首端配置一臺相間短路與單相接地綜合保護裝置即可，不需再單獨裝設小電流接地選線裝置，有效地簡化了保護配置。
【IPC分類】G01R31-02, H02H7-26, G01R31-08
【公開號】CN104779594
【申請?zhí)枴緾N201510207792
【發(fā)明人】舒進, 都勁松, 郭俊文, 馬晉輝, 敖海, 張 杰, 張保會, 郝治國, 孔漢杰, 陳琳浩
【申請人】西安熱工研究院有限公司, 華能集團技術創(chuàng)新中心, 西安交通大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月27日