CN105186470A - 一种10kV不接地***单相接地故障处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种10kV不接地***单相接地故障处理方法，其包括以下步骤：在变电站主变10kV侧中性点处增加一组接地开关。当10kV线路发生单相接地故障后，合上接地开关。将10kV***运行方式变为直接接地；此时发生单相接地故障的10kV线路故障电流由电容电流变为单相接地故障电流，幅值明显增大。10kV线路单相接地故障排除后再将接地开关断开。该方法实现了在不影响10kV不接地***供电高可靠性的基础上实现10kV配电线路单相接地故障自动跳闸，改变目前变电站10kV不直接接地***发生单相接地故障后小电流接地选线***准确率低而导致试拉负荷的现状。

Description

一种10kV不接地***单相接地故障处理方法

技术领域

本发明涉及10kV不接地***的故障处理方法，可应用在具备综合自动化功能的变电站，属于电力信息自动化技术领域。

背景技术

我国电网***中，绝大部分10kV***为不直接接地***，一旦10kV线路发生单相接地故障，10kV馈线保护不会直接跳闸，而是表现为此馈线所在母线一相电压降低为零，另两相电压上升为额定相电压的1.732倍，但此馈线的线电压仍正常，接线方式为Dyn11的配电变压器仍可正常运行，不影响用户用电。

目前单相接地故障通常由安装在变电站的小电流接地选线装置进行判断。小电流接地选线装置常用的选线原理分为两类，不接地***有零序过电流法、零序电流比幅值法、零序电流比相法、零序电流比相法、零序电流补偿选线法、零序电流群体比幅比相法，小电流接地***有零序电流有功分量法、五次谐波法、自动跟踪消弧线圈调节选线法、首半波法、零序电流正交积分法、小波分析法等。这些方法具体原理不同，但基本思路都是解析线路发生单相接地故障时产生的稳态（电容电流）或暂态突变量（零序电压、零序电流、负序电流等），通过突变量的特征进行选线。

在实际运行中，小电流接地选线装置准确率不高，主要原因是线路发生单相接地故障时产生的稳态（电容电流）或暂态突变量（零序电压、零序电流、负序电流等），有以下特征，一是配电网接线方式复杂，干扰因素多，加上消弧线圈补偿作用，稳态突变量幅值小且易受干扰，稳态突变量极易被噪声淹没；二是暂态突变量存在时间短。部分暂态突变量（零序电流）只存在于单相接地故障发生后5ms内，捕捉困难。

为了提高小电流接地选线装置的准确率，自上世界九十年代末以来。不少研究者开发了各种算法过滤噪声干扰，如基于改进快速算法的小波包浮动阈值原理等，但效果都不甚理想。在目前的故障判别原理基础上，基于装置成本等因素考虑，生产厂商不可能采用过高成本来实现小电流接地选线装置的高准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种10kV不接地***单相接地故障处理方法，该方法实现了在不影响10kV不接地***供电高可靠性的基础上实现10kV配电线路单相接地故障自动跳闸。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种10kV不接地***单相接地故障处理方法，其特征在于包括以下步骤：

在变电站主变10kV侧中性点处增加一组接地开关，正常运行时该接地开关处于断开状态；

当10kV线路发生单相接地故障后，合上接地开关，将10kV***运行方式变为直接接地；

此时发生单相接地故障的10kV线路故障电流由电容电流变为单相接地故障电流，幅值明显增大；

通过10kV线路保护动作将故障线路的馈线开关跳开，10kV线路单相接地故障排除；

再将接地开关断开，10kV***恢复不直接接地运行状态。

实施本发明的这种10kV不接地***单相接地故障处理方法，具有以下有益效果：该方法实现了在不影响10kV不接地***供电高可靠性的基础上实现10kV配电线路单相接地故障自动跳闸，改变目前变电站10kV不直接接地***发生单相接地故障后小电流接地选线***准确率低而导致试拉负荷的现状。

附图说明

图1为中性点不接地***下的10kV线路图；

图2为本发明的10kV配电线路单相接地故障处理流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

1、中性点不接地***下10kV线路单相接地故障分析

中性点不接地***下，10kV线路发生单相接地时，此馈线所在母线一相电压降低为零，另两相电压上升为额定相电压的1.732倍，因此单相接地故障判别很容易实现，但由于故障线路无法经大地回到变压器中性点形成回路，此时的故障电流为线路本身电容效应产生的电容电流，幅值根据线路参数情况一般为几安培到几十安培，具体可参考图1。

由于10kV线路发生单相接地故障后线路线电压仍然正常，不影响用户正常用电，而10kV线路考虑N-1条件运行时电流可达300安培左右（LGJ-240mm²），当在特殊方式下或过载运行时电流可超过600安培，因此10kV线路单相接地故障电流很容易被淹没，无法通过常规的线路保护实现10kV线路单相接地故障保护。

2、中性点接地***下10kV线路单相接地故障分析

中性点接地***下，10kV线路发生单相接地时，故障电流可经大地回到变压器中性点形成回路，因此故障电流为单相接地短路电流，电流值可通过对称分量法进行计算。

对称分量法是电力***分析中常用的分析不对称故障的方法。主要思路是将不对称的三相电流分解成为对称的正序电流、负序电流和零序电流和。具体可见公式：

I_A=I_a1+I_a2+I_a0；

I_B=I_b1+I_b2+I_b0=α²I_a1+αI_a2+I_a0；

I_C=I_c1+I_c2+I_c0=αI_a1+α²I_a2+I_a0；

由此可得出线路的正序阻抗Z_Σ1、负序阻抗Z_Σ2和零序阻抗Z_Σ0，线路发生单相接地故障时故障电流计算公式为：

I_f=U/Z_Σ1+Z_Σ2+Z_Σ0；

按照10kV线路为10km架空导线（LGJ-240mm²），在线路末端发生单相接地故障，短路电流约为1500安培，故障特征明显，可通过线路馈线保护定值实现线路单相接地故障跳闸。

参照图2，本方法下10kV线路单相接地故障处理流程

1）变电站综自***通过母线PT监测判断母线单相接地。

2）变电站综自***发出单相接地告警信号。

3）接地告警信号持续一段时间，运行人员判断为永久性接地。

4）运行人员合上中性点接地开关，***变为中性点直接接地***。

5）发生单相接地线路保护动作跳开线路，单相接地告警信号消失。

6）运行人员断开中性点接地开关，***恢复中性点不接地运行。

本方法应用细节分析

在变电站内应用本方法还有些细节问题，现对其进行分析：

1）10kV线路发生单相接地故障判断

变电站母线电压一相为零，另外两相升高为线电压。

2）单相接地故障保护

变电站10kV馈线保护装置具备三段保护，分别为电流速断保护、延时电流速断保护和过电流保护，运行中只投入电流速断保护、延时电流速断保护。因此可利用已有的过电流保护实现馈线单相接地故障保护。

3）单相接地故障跳闸对馈线开关寿命影响

单相接地短路故障电流远远小于相间短路与三相短路故障电流，对馈线开关的寿命不会造成太大影响

4）单相接地故障跳闸对供电可靠性的影响

单相接地故障和短路故障同样都是配电线路缺陷的体现，应及时进行处理，即使通过小电流接地选线装置或试拉方法找出故障线路后仍然要停电进行故障查找及处理。本方法只在单相接地故障隔离时短时改变***运行方式，不会影响不接地***的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种10kV不接地***单相接地故障处理方法，其特征在于包括以下步骤：

在变电站主变10kV侧中性点处增加一组接地开关，正常运行时该接地开关处于断开状态；

当10kV线路发生单相接地故障后，合上接地开关，将10kV***运行方式变为直接接地；

此时发生单相接地故障的10kV线路故障电流由电容电流变为单相接地故障电流，幅值明显增大；

通过10kV线路保护动作将故障线路的馈线开关跳开，10kV线路单相接地故障排除；

再将接地开关断开，10kV***恢复不直接接地运行状态。