CN110190591B - 一种单相接地故障自动处理方法及处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单相接地故障自动处理方法及处理***，通过在电站母线配置的故障相接地型熄弧装置以及在配电线路沿线配置内部集成有故障相接地增量原理和故障相接地断开增量原理的终端，当配电线路发生单相接地后，终端利用故障相接地型熄弧装置动作过程引起的扰动量信息实现瞬时性单相接地故障的区段定位告警和永久性单相接地故障的就近跳闸隔离，并进一步结合在联络开关配置一侧失压后延时合闸功能，配合配电线路沿线终端故障相接地断开增量原理保护动作延时时间采用根据不同潮流方向的两套定值，实现永久性单相接地故障区段下游健全区段的恢复供电。
Description
技术领域
本发明涉及配电自动化技术、配电网单相接地故障检测技术，具体为一种单相接地故障自动处理方法及处理***。
背景技术
单相接地是配电网最常见的故障，但由于中性点非有效接地，单相接地故障电流特征不如相间短路明显，单相接地选线、定位和保护遇到很大困难。在这个方面已经取得了许多研究成果，主要包括稳态量法、暂态量法和注入法，很多原理在仿真和实验室测试阶段效果很好，但是实际应用中效果却不尽如人意，其中最主要的原因还是在于中性点非有效接地方式下，故障电流特征微弱、检测困难，且容易受到不稳定故障电弧以及随机因素的干扰，仅仅从二次侧采集单相接地后的电气量着眼难以满意解决配电网的单相接地故障选线和定位问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单相接地故障自动处理方法及处理***，利用的电气量特征明显，准确度更高。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种单相接地故障自动处理方法，在变电站母线配置故障相接地型熄弧装置，在配电线路沿线配置终端，当配电线路发生单相接地后，故障相接地型熄弧装置动作，引起配电***零序电压以及故障和非故障线路零序电流的变化，终端根据零序电压以及零序电流变化信息实现瞬时性单相接地故障的区段定位告警和永久性单相接地故障的就近跳闸隔离。
进一步的，包括以下步骤：
步骤1、在变电站母线配置故障相接地型熄弧装置，在配电线路沿线配置终端，所述故障相接地型熄弧装置包括中性点中电阻及其投切开关和故障相分相接地开关，中性点中电阻R 和其投切开关K串联形成串联支路，所述串联支路和故障相分相接地开关并联；
步骤2、当发生单相接地后，故障相接地型熄弧装置采集零序电压和三相电压信息，判断出故障相，并将故障相分相接地开关的对应相合上，将故障相母线直接接地；延时设定的时间 t1后，合上中性点中电阻投切开关；延时设定的时间t2后，断开故障相分相接地开关的对应相，随后立即断开中性点中电阻投切开关；
步骤3、采用故障相接地增量原理和故障相接地断开增量原理实现瞬时性单相接地故障的区段定位告警和永久性单相接地故障的就近跳闸隔离。
进一步的，步骤3中，所述故障相接地增量原理为：
若终端检测到零序电压上升的同时伴随有基波零序电流有效值下降的特征，则判断结果为：单相接地故障发生在终端下游，终端发出单相接地在其下游的指示告警信号；
若终端在检测到零序电压上升的同时未检测到伴随有基波零序电流有效值下降的特征，则不告警；
所述故障相接地断开增量原理为：
若终端在检测到零序电压下降的同时伴随有基波零序电流有效值上升的特征，则终端启动保护延时跳闸流程；
若在设定的延时时间内，若零序电压始终高于阈值，则终端的保护动作跳闸。
进一步的，步骤2中，时间t1为0.5s～3s，时间t2为0.1s～0.2s。
进一步的，终端的跳闸延时时间按照潮流方向设置两套定值，分别按照联络开关合闸时由一侧电源点转带对侧线路条件下，从末梢向电源点依次增加一个时间级差ΔT的方式配置；同时在配电线路的联络开关处的终端配置一侧失压后延时合闸功能，延时时间设为t3；当故障区段上游终端故障相接地断开增量原理保护动作跳闸以后，联络开关进入一侧失压阶段，在设定的延时时间t3到达以后，联络开关合闸，将故障点转带到对侧线路；之后对侧线路的变电站母线配置的故障相接地型熄弧装置按照事先设定的逻辑动作，故障点下游及对侧线路沿线终端按照故障相接地增量原理和故障相接地断开增量原理进行检测判断，最终由故障点下游距离故障点最近的终端按照所整定的跳闸延时时间就近动作跳闸，实现故障区段隔离和下游健全区域恢复供电。
一种单相接地故障自动处理***，包括配置在电站母线处的故障相接地型熄弧装置和配置在在配电线路沿线的多个终端，所述故障相接地型熄弧装置包括中性点中电阻R及其投切开关K和故障相分相接地开关，中性点中电阻R和其投切开关K串联支路，所述串联支路和故障相分相接地开关并联；所述终端中集成有用于实现故障相接地增量原理的模块一和用于实现故障相接地断开增量原理的模块二，所述终端用于根据故障相接地型熄弧装置动作后产生的扰动量信息，实现瞬时性单相接地故障的区段定位告警和永久性单相接地故障的就近跳闸隔离。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明的方法利用故障相接地型消弧装置动作的扰动量信息，相对于利用单相接地自身电气量特征的方法，本发明所利用的电气量特征明显，准确度更高。
进一步的，结合在联络开关配置一侧失压后延时合闸功能，配合配电线路沿线终端故障相接地断开增量原理保护动作延时时间采用根据不同潮流方向的两套定值，实现永久性单相接地故障区段下游健全区段的恢复供电。
本发明的***由于不需要铺设通信网络或租用专用通信通道，因而成本低，不需要维护通信通道，维护简单；且故障处理不需要基于通信网络传输故障信息，因而可靠性高。
附图说明
图1a为馈线1发生C相单相接地故障时，利用本发明进行处理的过程示例；
图1b为母线C相直接接地，馈线1故障点上游终端故障相接地增量原理动作；
图1c为母线C相接地断开，馈线1故障点上游终端故障相接地断开增量原理动作。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
请参阅图1a-图1c所示，利用故障相接地开关投切过程扰动量的单相接地故障自动处理***，包括变电站母线配置的故障相接地型熄弧装置以及配电线路沿线配置的终端，终端内部集成有用于实现故障相接地增量原理的模块一和用于实现故障相接地断开增量原理的模块二。
其中，变电站母线配置的故障相接地型熄弧装置包括故障相分相接地开关和中性点中电阻及其投切开关，中性点中电阻R和其投切开关K串联，串联形成的支路和故障相分相接地开关并联；当发生单相接地以后，故障相接地型熄弧装置采集零序电压和三相电压信息，判断出故障相，并将故障相分相接地开关的对应相合上，将故障相母线直接接地，延时设定的时间t1 (0.5s-3s)之后，确保熄灭电弧，再合上中性点中电阻投切开关，之后，再延时设定的时间t2 (0.1s-0.2s)之后，断开故障相分相接地开关的对应相，随后立即断开中性点中电阻投切开关，以熄灭电弧。
配电线路沿线配置的终端采用故障相接地增量原理和故障相接地断开增量原理判断单相接地故障相对于终端安装处的位置以及完成单相接地故障的就近跳闸隔离，其中，故障相接地增量原理用于瞬时性单相接地故障的区段定位告警，故障相接地断开增量原理用于在永久性故障时完成单相接地故障的就近跳闸隔离：
1)故障相接地增量原理：若终端在检测到零序电压上升的同时伴随有基波零序电流有效值下降的特征，则判断结果为：单相接地故障发生在终端下游，终端发出单相接地在其下游的指示告警信号；若终端在检测到零序电压上升的同时未检测到伴随有基波零序电流有效值下降的特征，则不告警。
2)故障相接地断开增量原理：若终端在检测到零序电压下降的同时伴随有基波零序电流有效值上升的特征，则终端启动保护延时跳闸流程；在设定的延时时间内，若零序电压始终高于阈值(阈值一般设定为15％额定相电压)，则终端的保护动作跳闸。
故障相接地增量原理主要用于瞬时性单相接地故障的区段定位告警，故障相接地断开增量原理用于在永久性故障时，完成单相接地故障的就近跳闸隔离。
对于“手拉手”结构的两条配电线路，为了实现永久性单相接地故障区段下游健全线路的恢复供电，配电线路沿线终端的故障相接地断开增量原理保护的跳闸延时时间按照潮流方向设置两套定值，分别按照联络开关合闸时由一侧电源点转带对侧线路条件下，从末梢向电源点依次增加一个时间级差ΔT(0.3s)的方式配置；同时在配电线路的联络开关处的终端配置一侧失压后延时合闸功能，延时时间设为t3(t3设定为30s—60s)。当故障区段上游终端故障相接地断开增量原理保护动作跳闸以后，联络开关进入一侧失压阶段，在设定的延时时间t3到达以后，联络开关合闸，将故障点转带到对侧线路；之后对侧线路的变电站母线配置的故障相接地型熄弧装置按照事先设定的逻辑动作，故障点下游及对侧线路沿线终端按照故障相接地增量原理和故障相接地断开增量原理进行检测判断，最终由故障点下游距离故障点最近的终端的故障相接地断开增量原理模块按照所整定的跳闸延时时间就近动作跳闸，实现故障区段隔离和下游健全区域恢复供电。
请参阅图1a所示，对于图1a所示的一个典型的含有多条馈线的配电***，在变电站母线配置有故障相接地型熄弧装置，线路沿线终端均集成故障相接地增量和故障相接地断开增量单相接地故障检测原理，图中矩形框代表变电站出线开关、圆圈代表线路沿线分段开关，假设在馈线1上发生C相单相接地故障。
之后，如图1b，故障相接地型熄弧装置将母线C相直接接地，导致零序电压上升，在此过程中，馈线2和馈线3以及馈线1的故障点下游部分，伴随着零序电压上升，流过的线路自身电容电流增大，而馈线1故障点上游部分流过的零序电流在故障相接地前后会减小(大部分情形下，该特征能成立)，由此利用故障相接地增量原理，馈线1故障点上游沿线终端在感受到零序电压上升的同时伴有零序电流减小的特征，据此发出单相接地故障指示信息，指明单相接地故障发生在其下游。
随后，故障相接地型熄弧装置在将母线C相直接接地0.5s-3s以后，先投入中性点并联中阻抗，再断开C相直接接地，如图1c，若馈线1上的单相接地故障为永久性故障，在接地断开前后，零序电压将明显下降，馈线2和馈线3以及馈线1的故障点下游部分，伴随着零序电压下降，流过的线路自身电容电流减小，而馈线1故障点上游部分流过的零序电流则反而会增大，由此利用故障相接地断开增量原理，馈线1故障点上游沿线终端在感受到零序电压下降的同时伴有零序电流增大的特征，启动保护跳闸功能，并由上下级终端之间通过保护动作延时时间配合，距离故障点最近的上游终端跳闸，隔离永久性单相接地故障点。
本发明公开了一种单相接地故障自动处理方法及***，通过在电站母线配置的故障相接地型熄弧装置以及在配电线路沿线配置内部集成有故障相接地增量原理和故障相接地断开增量原理的终端，当配电线路发生单相接地后，终端利用故障相接地型熄弧装置动作过程引起的扰动量信息实现瞬时性单相接地故障的区段定位告警和永久性单相接地故障的就近跳闸隔离，并进一步结合在联络开关配置一侧失压后延时合闸功能，配合配电线路沿线终端故障相接地断开增量原理保护动作延时时间采用根据不同潮流方向的两套定值，实现永久性单相接地故障区段下游健全区段的恢复供电。
Claims (3)
1.一种单相接地故障自动处理方法，其特征在于，在变电站母线配置故障相接地型熄弧装置，在配电线路沿线配置终端，当配电线路发生单相接地后，故障相接地型熄弧装置动作，引起配电***零序电压以及故障和非故障线路零序电流的变化，终端根据零序电压以及零序电流变化信息实现瞬时性单相接地故障的区段定位告警和永久性单相接地故障的就近跳闸隔离；
包括以下步骤：
步骤1、在变电站母线配置故障相接地型熄弧装置，在配电线路沿线配置终端，所述故障相接地型熄弧装置包括中性点中电阻及其投切开关和故障相分相接地开关，中性点中电阻R和其投切开关K串联形成串联支路，所述串联支路和故障相分相接地开关并联；
步骤2、当发生单相接地后，故障相接地型熄弧装置采集零序电压和三相电压信息，判断出故障相，并将故障相分相接地开关的对应相合上，将故障相母线直接接地；延时设定的时间t1后，合上中性点中电阻投切开关；延时设定的时间t2后，断开故障相分相接地开关的对应相，随后立即断开中性点中电阻投切开关；
步骤3、终端采用故障相接地增量原理和故障相接地断开增量原理实现瞬时性单相接地故障的区段定位告警和永久性单相接地故障的就近跳闸隔离；
所述步骤3中，所述故障相接地增量原理为：
若终端检测到零序电压上升的同时伴随有基波零序电流有效值下降的特征，则判断结果为：单相接地故障发生在终端下游，终端发出单相接地在其下游的指示告警信号；
若终端在检测到零序电压上升的同时未检测到伴随有基波零序电流有效值下降的特征，则不告警；
所述故障相接地断开增量原理为：
若终端在检测到零序电压下降的同时伴随有基波零序电流有效值上升的特征，则终端启动保护延时跳闸流程；
若在设定的延时时间内，若零序电压始终高于阈值，则终端的保护动作跳闸。
2.根据权利要求1所述的一种单相接地故障自动处理方法，其特征在于，所述步骤2中，时间t1为0.5s～3s，时间t2为0.1s～0.2s。
3.根据权利要求1所述的一种单相接地故障自动处理方法，其特征在于，终端的跳闸延时时间按照潮流方向设置两套定值，分别按照联络开关合闸时由一侧电源点转带对侧线路条件下，从末梢向电源点依次增加一个时间级差ΔT的方式配置；同时在配电线路的联络开关处的终端配置一侧失压后延时合闸功能，延时时间设为t3；当故障区段上游终端故障相接地断开增量原理保护动作跳闸以后，联络开关进入一侧失压阶段，在设定的延时时间t3到达以后，联络开关合闸，将故障点转带到对侧线路；之后对侧线路的变电站母线配置的故障相接地型熄弧装置按照事先设定的逻辑动作，故障点下游及对侧线路沿线终端按照故障相接地增量原理和故障相接地断开增量原理进行检测判断，最终由故障点下游距离故障点最近的终端按照所整定的跳闸延时时间就近动作跳闸，实现故障区段隔离和下游健全区域恢复供电。
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| GR01 | Patent grant | ||
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