CN112952772A - 一种适用于配电网小电流接地***单相保护的控制方法 - Google Patents

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孙立成
赵成
贾延海
王明
黄少雄
郝雨
王庆军
吴少雷
史亮
冯玉
骆晨
吴凯
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Electric Power Research Institute of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
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Electric Power Research Institute of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
MaAnshan Power Supply Co of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H9/08—Limitation or suppression of earth fault currents, e.g. Petersen coil

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Abstract

本发明公开了一种适用于配电网小电流接地***单相保护的控制方法，包括在变电站内将配电网小电流接地***经消弧线圈并联动态小电阻接地，消弧线圈容量按照线路电流电容校核，使消弧线圈补偿处于过补偿状态；监测母线零序电压，当母线零序电压达到30V，投入消弧线圈补偿，当母线零序电压低于30V，退出消弧线圈补偿；零序电压未消失投入动态小电阻并合理控制切除接地故障。本发明对小电流接地***在站内进行接地方式改造并合理控制，解决了小电流接地***单相接地故障检测不准确、处理耗时耗力的问题。

Description

一种适用于配电网小电流接地***单相保护的控制方法
技术领域
本发明属于配电网小电流接地***单相接地故障保护应用领域，尤其涉及一种适用于配电网小电流接地***单相保护的控制方法。
背景技术
继电保护是对电力***中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。传统的保护包括电流保护、距离保护、差动保护、纵联保护和、瓦斯保护，其中电流保护多用于配电网中(110kv及以下)，分为：电流速断保护(I段)、限时电流速断保护(II段)和定时限过电流保护(III段)，即三段式过流保护。
在小电流接地***中单相接地故障是影响配网安全稳定运行的重要因素，故障发生后如不能及时准确完成选线隔离，将有可能造成故障的扩大，并在后续拉路过程中进一步影响供电可靠性。小电流接地***因中性点不直接接地，发生单相接地故障时，无法形成故障回路，故障电流较小，难以检测，过流保护整定时难以满足灵敏度要求。
近年来随着城市电力电缆线路的广泛使用，10kV非有效接地***对地电容电流越来越大，消弧线圈补偿残流大造成的弧光过电压、消弧线圈无法补偿高频电流、消弧线圈容量限制等问题逐渐显现，故障后弧光接地易引起电缆燃烧，曾多次发生由于单相接地故障引发扩大事故的情况，严重影响人身和电网安全。目前利用稳态数据分析、暂态特征分析和中性点并小电阻等方法进行选线并试点应用，取得了不错的应用效果，随着配电自动化技术的深化应用，也尝试利用配电自动化终端的采样数据分析特征量进行故障定位，实现区段隔离，缩小停电范围。
按照《配电网技术导则》(Q/GDW 10370-2016)第5.8.6部分和国家电网设备管理部[2019]64号文件“国网设备部关于加强大城市配电电缆网单相接地故障快速处置工作的通知”的要求，对于单相接地故障的处理原则是“瞬时故障安全消弧、永久故障快速隔离”。
随着社会经济的飞速发展，广大电力用户对供电要求日益趋高，小电流接地***单相接地故障应及时准确隔离。现有的暂态法选线装置利用接地故障电流的暂态特征实现站内选线，但仍需要进行人工拉路、查询故障，耗时耗力；稳态法因接地故障电流幅值小，且经消弧线圈接地的***，应消弧线圈补偿，难以辨别故障电流和补偿电流；配电自动化选线技术需要额外加装具有接地故障暂态信号检测功能的自动化装置以实现接地故障精准选段隔离。
因此，对于小电流接地***单相接地故障的处理时，应综合利用现有设备功能、检测功能、技术手段，探索合理的方法。消弧线圈并动态小电阻法利用消弧线圈对瞬时性接地故障进行灭弧补偿，延时投入动态小电阻扩大故障电流，使保护可以可靠地选择性跳闸，以实现故障最小化隔离，提高故障处理效率，进一步提升供电可靠性。但是消弧线圈并动态小电阻的容量选择和控制方式对保护是否能够正确动作非常重要，需要进一步研究解决。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种能够处理小电流接地***瞬时和永久性接地故障的适用于配电网小电流接地***单相保护的控制方法。
本发明采用的技术方案是：
一种适用于配电网小电流接地***单相保护的控制方法，所述方法包括：
(1)在变电站内将配电网小电流接地***经消弧线圈并联动态小电阻接地，消弧线圈容量按照线路电流电容校核，使消弧线圈补偿处于过补偿状态，且过补偿度小于10％；
(2)监测母线零序电压，当母线零序电压达到30V，投入消弧线圈补偿，当母线零序电压低于30V，退出消弧线圈补偿；
(3)监测母线零序电压，当母线零序电压达到30V且经8s延时时间，母线零序电压若没有消失，控制器启动接触器自动投入动态小电阻，使单相接地故障电流增大到保护可以可靠的选择性跳闸；经6s保持时间后控制器自动退出动态小电阻，恢复原来的消弧线圈补偿接地方式；若经6s保持时间后，动态小电阻因异常未能正确退出，经8s异常退出时间，再次尝试退出动态小电阻，避免动态小电阻超时运行；若动态小电阻仍未退出，经本体的时间继电器整定时间10s，强制将动态小电阻退出。
所述步骤(1)中，对于小电流接地***，在变电站内的两段10kV母线出线间隔中分别选择一个出线间隔，通过接地变压器引出中性点，并经消弧线圈并联动态小电阻接地，动态小电阻阻值取12欧姆，消弧线圈容量按照线路电流电容校核，具体公式如下：
P＝(IL-IC)/IC
其中，P为过补偿度，IL为消弧线圈电流，IC为***电容电流。
所述步骤(3)中，动态小电阻两次连续投入的时间间隔固定为10min。
与现有配电网小电流接地***单相接地保护方法比，本发明的有益效果为：
首先本发明对配电网小电流接地***接地方式进行改造，使其经消弧线圈并联动态小电阻接地；其次根据接地电容电流校核线圈容量，在发生瞬时故障时，投入消弧线圈补偿电容电流进行准确灭弧；然后在接地故障无法通过消弧线圈灭弧时，延时8s投入动态小电阻扩大故障电流，使配网开关能够准确定位并选择性跳闸；最后通过对动态小电阻投入多重保护避免动态小电阻长时间投入运行而烧损，解决了配电网小电流接地***单相接地故障检测难、处理耗时耗力的问题。
附图说明
图1为实施例1中适用于小电流接地***单相保护的接地方式图。
图2为实施例1中动态小电阻控制流程图。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1。
如图1、2所示，一种适用于配电网小电流接地***单相保护的控制方法，方法包括：
(1)在变电站内将配电网小电流接地***经消弧线圈并联动态小电阻接地，消弧线圈容量按照线路电流电容校核，使消弧线圈补偿处于过补偿状态，且过补偿度小于10％，动态小电阻阻值取12欧姆；
(2)母线零序电压达到30V，投入消弧线圈补偿，母线零序电压低于30V，退出消弧线圈补偿；
(3)12欧姆小电阻控制过程如下：
1)监测母线零序电压，当母线零序电压达到30V且经8s延时时间，母线零序电压若没有消失，控制器启动接触器自动投入12欧姆动态小电阻，使单相接地故障电流增大到保护可以可靠的选择性跳闸；
2)经6s保持时间后控制器自动退出动态小电阻，恢复原来的消弧线圈补偿接地方式；
3)若经6s保持时间后，动态小电阻因异常未能正确退出，经8s异常退出时间，再次尝试退出动态小电阻，避免动态小电阻超时运行；其中，8s异常退出时间指的是在之前6s保持时间的基础上加2s达到8s时判定其达到了异常退出时间下限；
4)若动态小电阻仍未退出，经本体的时间继电器整定时间10s，强制将动态小电阻退出；
5)动态小电阻两次连续投入的时间间隔固定为10min。
其中，步骤(1)中，对于小电流接地***，在变电站内的两段10kV母线出线间隔中分别选择一个出线间隔，通过接地变压器引出中性点，并经消弧线圈并联动态小电阻接地，消弧线圈容量按照线路电流电容校核，使消弧线圈工作在过补偿状态，且过补偿度小于10％，具体公式如下：
P＝(IL-IC)/IC
其中，P为过补偿度，IL为消弧线圈电流，IC为***电容电流。
上述步骤2)和步骤3)中的操作顺序如图1所示。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种适用于配电网小电流接地***单相保护的控制方法，其特征在于：所述方法包括：
(1)在变电站内将配电网小电流接地***经消弧线圈并联动态小电阻接地，消弧线圈容量按照线路电流电容校核，使消弧线圈补偿处于过补偿状态，且过补偿度小于10％；
(2)监测母线零序电压，当母线零序电压达到30V，投入消弧线圈补偿，当母线零序电压低于30V，退出消弧线圈补偿；
(3)监测母线零序电压，当母线零序电压达到30V且经8s延时时间，母线零序电压若没有消失，控制器启动接触器自动投入动态小电阻，使单相接地故障电流增大到保护可以可靠的选择性跳闸；经6s保持时间后控制器自动退出动态小电阻，恢复原来的消弧线圈补偿接地方式；若经6s保持时间后，动态小电阻因异常未能正确退出，经8s异常退出时间，再次尝试退出动态小电阻，避免动态小电阻超时运行；若动态小电阻仍未退出，经本体的时间继电器整定时间10s，强制将动态小电阻退出。
2.根据权利要求1所述的适用于配电网小电流接地***单相保护的控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中，对于小电流接地***，在变电站内的两段10kV母线出线间隔中分别选择一个出线间隔，通过接地变压器引出中性点，并经消弧线圈并联动态小电阻接地，动态小电阻阻值取12欧姆，消弧线圈容量按照线路电流电容校核，具体公式如下：
P＝(IL-IC)/IC
其中，P为过补偿度，IL为消弧线圈电流，IC为***电容电流。
3.根据权利要求1所述的适用于配电网小电流接地***单相保护的控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中，动态小电阻两次连续投入的时间间隔固定为10min。
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