专利名称：一种小电流接选线及故障定位的方法
技术领域：
本发明涉及一种小电流接选线及故障定位的方法，尤其涉及一种新的可准确实现单相接地选线和故障地位的方法。
背景技术：
目前，单相接地故障选线基本上是依靠零序电流比较进行的，当线路上发生单相非金属接地时，由于受接地电阻的影响，及三相对地电容不平衡的影响，能够选出故障线路范围很小，其理论推导有尽多不实之处。对于中性点不接地和小电流接地系统，规程规定，发生单相接地故障时，允许带故障运行两小时，由于非故障相电压升高至线电压，长时间运行有可能导致绝缘击穿，因此快速的单相接地故障选线及故障定位长时间以来一直是我们的课题，没有得到很好的解决。现有的微机接地故障选线装置其原理是利用零序电流的基波和5次谐波的大小和方向进行判别，实践中并不十分有效，而且其判别原理比较复杂。因 此，时至今日，有的供电部门仍在采用“拉线法”进行故障选线，在对配电自动化要求日益完善的今天。这严重影响供电可靠性。目前有专利申请号为03134177.2，名称为一种小电流接选线及故障定位的方法的专利技术公开了 在发生单相接地故障第一时间检测出系统零序电压和各分支线零序电流值；在第二时间，对于中性点不接地系统，改变整个配电网对地电容值，对于消弧线圈接地系统，改变消弧线圈补偿度，或者改变整个配电网对地电容值，调整后检测出第二时间系统零序电压和各分支线零序电流值。确定单相接地故障分支线路后，上传该分支线路检测到的零序电流值，用检测到的零序电流值除以系统中零序电压值，并加以判别，就可以确定故障点位置的定位方法。该定位方法能够很好解决上述问题，在准确地找到发生故障分支线的同时对故障点进行精准定位。但是，由于当时技术手段(普遍存在问题)的限制，只能够检测出系统零序电压和各分支线零序电流值，并且只做到了配电网对地电容值的调整；对于含母线电压互感器零序电流没有进行检测，而该支路零序电流的变化会影响到故障线路选线检测精度，同时,也没有办法调整配电网对地电感值,总之,没有做到精益求精的地步。因而一种更为精准的小电流接选线及故障定位的方法被研制是十分必要的。

发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种小电流接选线及故障定位的方法。本发明采用的技术手段如下一种小电流接选线及故障定位的方法，其特征在于其分为以下步骤(I)在发生单相接地故障第一时间检测出系统零序电压和各分支线零序电流值，含母线电压互感器零序电流；(2)故障线的确定在第二时间，对于中性点不接地系统，调整配电网对地电容值或电感值,调整后检测出第二时间系统零序电压和各分支线零序电流值；对于消弧线圈接地系统，通过改变消弧线圈补偿度，或同前者方法一样，调整后检测出第二时间系统零序电压和各分支线零序电流值；两次时间分别用支线零序电流值除以系统零序电压值，得其结果值；对于没有发生故障的线路，这个结果值两次时间没有发生变化，对于发生故障的线路，这个结果值两次时间发生了变化，当确定某支线存在这个变化值，就能够确定该支线发生了单相接地故障；对于中性点经过电阻接地，本方法同样适用，调整方法通过改变零序系统阻抗实现；(3)故障点的确定在已确定单相接地故障分支线路后，通过上传该分支线路各区间微机智能配电终端检测到的零序电流值，新的小电流接地选线微机装置接受后，用检测到的零序电流值除以系统中零序电压值，并加以判别，就能够确定故障点位置；故障点负荷侧零序电流值与系统零序电压值的比值两次时间没有发生变化，故障点电源侧零序电流值与系统零序电压值 的比值两次时间发生了变化；由此就确定故障线路上故障点位置；(4)提高检测精度方法在母线上电压互感器零序电流变化影响到故障选线和定位时，通过切除电压互感器零序回路，或充分考虑该部分零序变化量，提高检测精度。在电压互感器零序电流不能忽略的情况下，用此方法，进行故障选线和定位。(I)对于中性点不接地系统中性点n的电位设为Un，当a相经过接地电阻R发生接地故障时,各相流出的电流为Ia=Ua/R+j co Ca Ua= (Ea+Un) /R+j co Ca (Ea+Un)Ib=j co Cb Ub=j co Cb (Eb+Un)Ic=j co Ce Uc=j co Ce (Ec+Un)由于Ia+Ib+Ic=0设定Ca=Cb=Cc=Cs那么Ea+Un (l+j3wCs R) =0Un=-Ea/(l+j3 co Cs R) (I)配电网系统发生单相接地时，全配电系统将出现零序电压，采用零序电压启动，用零序电流除以零序电压结果值来判别故障线路；在某分支线上A相发生单相接地故障后非故障分支线上有零序电流，其电容性无功功率的实际方向为母线流向线路侧；非故障分支线上零序电流为Icm=j co Csm(Ua+Ub+Uc) =j3 co CsmUn (2)而在发生故障分支线上的零序电流其数值等于整个配网对地电容电流值之和，减去发生故障分支线本身对地电容电流值，再减去母线电压互感器感性零序电流值，计算公式如下发生故障分支线本身对地电容电流Icg=j co Csg (Ua+Ub+Uc) = j3 co CsgUn发生故障分支线零序电流
权利要求
1.一种小电流接选线及故障定位的方法，其特征在于其分为以下步骤 (1)在发生单相接地故障第一时间检测出系统零序电压和各分支线零序电流值，含母线电压互感器零序电流； (2)故障线的确定 在第二时间，对于中性点不接地系统，调整配电网对地电容值或电感值，调整后检测出第二时间系统零序电压和各分支线零序电流值；对于消弧线圈接地系统，通过改变消弧线圈补偿度，或同前者方法一样，调整后检测出第二时间系统零序电压和各分支线零序电流值；两次时间分别用支线零序电流值除以系统零序电压值，得其结果值；对于没有发生故障的线路，这个结果值两次时间没有发生变化，对于发生故障的线路，这个结果值两次时间发生了变化，当确定某支线存在这个变化值，就能够确定该支线发生了单相接地故障； 对于中性点经过电阻接地，本方法同样适用，调整方法通过改变零序系统阻抗实现； (3)故障点的确定 在已确定单相接地故障分支线路后，通过上传该分支线路各区间微机智能配电终端检测到的零序电流值，新的小电流接地选线微机装置接受后，用检测到的零序电流值除以系统中零序电压值，并加以判别，就能够确定故障点位置；故障点负荷侧零序电流值与系统零序电压值的比值两次时间没有发生变化，故障点电源侧零序电流值与系统零序电压值的比值两次时间发生了变化；由此就确定故障线路上故障点位置； (4)提闻检测精度方法 在母线上电压互感器零序电流变化影响到故障选线和定位时，通过切除电压互感器零序回路，或充分考虑该部分零序变化量，提高检测精度；在电压互感器零序电流不能忽略的情况下，用此方法，进行故障选线和定位。
2.根据权利要求I所述的一种小电流接选线及故障定位的方法，其特征在于 (I)对于中性点不接地系统 中性点η的电位设为Un，当a相经过接地电阻R发生接地故障时，各相流出的电流为 Ia=Ua/R+jω Ca · Ua=(Ea+Un)/R+jω Ca · (Ea+Un)Ib=j ω Cb · Ub=j ω Cb · (Eb+Un)Ic=j ω Ce · Uc=j ω Ce · (Ec+Un) 由于 Ia+Ib+Ic=0 设定 Ca=Cb=Cc=Cs 那么 Ea+Un · (l+j3coCs · R) =O Un=-Ea/(l+j3coCs · R)(I) 配电网系统发生单相接地时，全配电系统将出现零序电压，采用零序电压启动，用零序电流除以零序电压结果值来判别故障线路；在某分支线上A相发生单相接地故障后非故障分支线上有零序电流，其电容性无功功率的实际方向为母线流向线路侧； 非故障分支线上零序电流为 Icm=jωCsm(Ua+Ub+Uc)=j3ωCsmUn (2) 而在发生故障分支线上的零序电流其数值等于整个配网对地电容电流值之和，减去发生故障分支线本身对地电容电流值，再减去母线电压互感器感性零序电流值，计算公式如下发生故障分支线本身对地电容电流 Icg=jωCsg(Ua+Ub+Uc)=j3ωCsgUn 发生故障分支线零序电流
3.根据权利要求I或2所述的一种小电流接选线及故障定位的方法，其特征在于故障点的确定的过程如下 在已确定单相接地故障分支线路后，通过上传该分支线路各区间微机智能配电终端检测到的零序电流值，新的小电流接地选线微机装置接受后，用检测到的零序电流值除以系统中零序电压值，并加以判别，就能够确定故障点位置； 对于中性点不接地系统 故障点负荷侧检测到的零序电流I2=j3coC2Un I2/Un=3coC2(11) 故障点电源侧检测到的零序电流
4.根据权利要求3所述的一种小电流接选线及故障定位的方法，其特征在于校正过程如下 上述单相接地选线及故障点定位方案是基于一种完全理想化配网系统推导出的，即整个配网系统及各分支线三相对地电容认为完全一致；当考虑三相对地电容不同时，非故障分支线m实际零序电流Icmftfo =j ω CamUa+j ω CbmUb+j ω CcmUc=(jωCamEa+jωCbmEb+jωCcmEc)+j3ωCsmUn 式中，Cam、Cbm> Ccm分别是分支线m的a相、b相、c相对地电容值，Csm是分支线m三相对地电容平均值，将公式改变为 Icm实际=Icm不平*+Icm理想 式中，Icmw*=j coCamEa+j coCbmEb+j coCcmEc，是分支线m三相对地电容值不平衡产生的电流Jcmais为分支线m理想状态零序电流，即三相平衡零序电流，其计算方法同前，Icm理想=j3co CsmUn ； 当Icmws值足够大，不可忽略时，将会影响[email protected]/Un比值，造成两次时间非故障分支线Icn^fiVUn比值产生变化，不能进行准确选线；如果用两次时间检测到的分支线实际零序电流矢量之差与两次时间检测到的系统零序电压矢量之差进行比值计算，计算公式如下 Δ Icm实际=Icm实际2_Icm实际I =(Icm 不平衡 +Icmafi2) - (Icm 不平衡 +Icmafi O =Icmafi2-Icmafil yScoCsnKUr^W-Un^1)Λ Icm实际/ Λ Un实际=j3 ω Csm (Un实际2_Un实际O / (Un实际2_Un实际OΔ Icm实际 / Λ Un 实际=3 ω Csm以上公式中 Icm^1-调整前非故障分支线m实际检测到的零序电流； Icn^pi 2—调整后非故障分支线m实际检测到的零序电流； Icmafil—调整前非故障分支线m三相平衡状态计算的零序电流； Icmafi2-调整后非故障分支线m三相平衡状态计算的零序电流； Icm^w一调整前、后非故障分支线m三相不平衡产生的零序电流； Un—调整前系统实际检测到的零序电压； UnMi2-调整后系统实际检测到的零序电压； Δ Icn^pi-调整前、后非故障分支线m实际检测到的零序电流矢量之差； Δ Ur^pi-调整前、后系统实际检测到的零序电压矢量之差； 由上边公式可见，Λ Icn^fiV Λ Un娜比值仅与该分支线三相对地电容平均值Csm有关，是个常数，当进行第二次配网系统参数调整或整体改变配网对地电容值，或改变消弧线圈电感值，两次调整时间Λ Icm^/Δ Ur^pi比值不会发生变化；上述观点是针对非故障分支线而言；对于发生故障分支线，Δ Icm^/Δ Un比值是个有变化的量，当进行第二次配网系统参数调整，两次调整时间Λ Icm^/Δ Ur^pi比值将会发生变化；由此而来，能够很准确地找到发生故障分支线；对于故障分支线上故障点定位，采用的办法是同样的。
全文摘要
本发明公开了一种小电流接选线及故障定位的方法公开了一种新的可准确实现单相接地选线和故障地位的方法。在发生单相接地故障第一时间检测出系统零序电压和各分支线零序电流值；在第二时间，对于中性点不接地系统，改变整个配电网对地电容值或电感值，对于消弧线圈接地系统，改变消弧线圈补偿度，或者改变整个配电网对地电容值或电感值，调整后检测出第二时间系统零序电压和各分支线零序电流值。确定单相接地故障分支线路后，上传该分支线路检测到的零序电流值，用检测到的零序电流值除以系统中零序电压值，并加以判别，就可以确定故障点位置。在母线上电压互感器零序电流变化影响到故障选线和定位时，可切除电压互感器零序回路，提高检测精度。
文档编号G01R31/02GK102798795SQ20121028904
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者陈昌鹏 申请人:大连电力勘察设计院有限公司