专利名称：基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法
技术领域：
本发明属于智能电网领域，尤其是一种基于电子互感器的单相接地故障判断处理 方法。
背景技术：
我国电网110KV\10KV及;35KV\10KV变压器的IOKV侧都是星形接线结构，三相(A、 B、C)有一共同点，该共同点被称为中性点。我国IOKV电网中性点采用了 “不直接接地、或 经电阻接地、或经消弧线圈接地”方式，这种不接地接线方式带来的优点是一条线路的一 相发生单点接地时候，电网线电压的对称性不被破坏，电网可以继续运行2小时；其存在的 问题是非接地相的对地电压升高，对绝缘造成威胁，必须尽快确定接地线路及接地点，以 保护电网设备和用电设备。在电网IOKV侧存在以下一些特性作为判断单相接地故障的依 据(1) IOKV网架发生单相接地故障是非常频发的；(2)在每条线路上会产生零序电流，但电流数值很小(小于10A)；(3)传统的电磁感应电流传感器(传统CT)，对1A、3A、7A等这类很小的电流测量 精度很难得到保障，其误差在20% 80%之间；(4) 一条线路发生单相接地时其零序电流分布规律如
图1所示，电源母线到接地 点之间都会有零序电流，但越靠近母线零序电流越小，越接近接地点零序电流则越大，从接 地点到线路末端，零序电流的分布基本保持不变。(5)如变电站IOKV有10条出线，其中线路上还会设置开关5台，如图2所示。发 生单相接地后，包括母线在内所有线路的接地相电压都是零，但会形成33V以上的零序电 压(没有发生单相接地时候，零序电压肯定小于10V)；变电站和10条出线组成的网架区域 是所有技术的对象，从小于IOV零序电压到产生30V零序电压是发生单相接地的标志；从 30V零序电压出现到回复到IOV以下零序电压是成功隔离了接地线的标志。目前，单相接地选线技术基本上都是在图2所界定的网架区域或界定区域的部分 来开展的。一种解决解决方案是单相接地变电站局部解决技术方案，例如，中国专利文献 “小电流接地电网单相接地故障选线装置(专利号ZL200320U6180. 5) ”和中国专利文献 “小电流接地电网单相接地故障选线方法与装置(ZL200310119119. 2)”均以图2所界定区 域的一部分即变电站为对象。由于这类技术方案的基础都是选择专用的零序电流互感器 (对于小电流IOA以下其固有的物理特征导致)误差很大，该技术方案仅仅在每条线路的起 点安装了检测，其固有的数据来源基础和信息量仅仅限于变电站，没有任何来自于线路上 数据信息；因此，在发生接地后，当仅仅接地线路“就是具体一条确定的线路”的正确率较低 (通常只能达到只有70%左右)。另一种解决方案是单相接地集中式整体解决方案，例如，中国专利文献“一种配电 网单相接地故障的判断方法(申请号为00125749. 8) ”和中国专利文献“小电流接地系统馈 线接地故障区段定位方法(申请号为02138941. 1) ”都是在配电自动化的基础上通过获取分布在各条线路上的监测终端的各种相关测量数据进行分析计算，依据不同的接地故障启 动条件，接地故障线路选线判据来实现“接地区段”的判断，并通过主站进行遥控命令来实 现接地区域隔离和其他区域恢复供电。在这类技术方案中，虽然线路上的检测装置为单相 接地判断带来了丰富的数据，但由于线路上只能采用“相电流向量的和产生零序电流”，其 误差依就很大。主站如何得到“有效可信”特征量并以此为基础来进行比较分析判断，此类 技术方案都在回避这些基础性问题，没有给出有说服力的技术保障措施。随着智能电网的大力推广应用，基于新型传感检测技术的电子式互感器逐渐取代 了传统的专用零序电流CT或相电流CT ；以电子式互感器为基础的各类智能装置广泛地应 用到智能电网中，在如图2所示的单相接地对象区域的线路中，不仅仅装设了开关设备，而 且还装设检测装置(电力自动化行业简称FTU)，使用这种检测装置可以更加全面地获得单 相接地发生后对象区域内特征量，如何充分利用单相接地发生后对象区域内特征量来进行 单相接地故障判断及处理，是目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、能够准确可靠判断 单相接地故障并进行恢复处理的基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法。本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的一种基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法，包括以下步骤步骤1 变电站单相接地特征量检测装置和线路单相接地特征量检测装置采集单 相接地特征量并组包上传给主站系统内的故障定位处理机；步骤2 主站系统内的故障定位处理机进行单相接地故障定位。而且，在步骤2后，还包括主站系统内的故障定位处理机对单相接地故障进行隔 离与恢复处理步骤。而且，所述步骤1包括如下处理步骤(1)正常采集过程各个单相接地检测装置连续采集电压、电流并计算零序电压， 并通过零序电压判断是否发生单相接地故障，当判断出现发生单相接地故障时，进入密集 采集过程；(2)单相接地后的密集采集过程各个单相接地检测装置每秒采集1次单相接地 特征量，连续采集60次的单向接地特征量；(3)当各个单相接地检测装置收到主站内的故障定位处理机的召唤命令后，将采 集到60次特征量组成数据包上传到主站系统中的故障定位处理机。而且，所述单相接地特征量包括零序电流、电流的5次谐波分量和零序电流方 向。而且，所述步骤2包括如下处理步骤(1)实时监视是否有单相接地故障发生，当有单相接地故障发生时向单相接地检 测装置发出召唤命令；(2)故障定位处理机对单相接地检测装置发送的单相接地特征量进行预处理形成 可靠有效的数据；(3)根据单相接地区段定位条件找出单相接地位置。
权利要求
1.一种基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法，其特征在于包括以下步骤 步骤1 变电站单相接地特征量检测装置和线路单相接地特征量检测装置采集单相接地特征量并组包上传给主站系统内的故障定位处理机；步骤2 主站系统内的故障定位处理机进行单相接地故障定位。
2.根据权利要求1所述的基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法，其特征在 于在步骤2后，还包括主站系统内的故障定位处理机对单相接地故障进行隔离与恢复处 理步骤。
3.根据权利要求1或2所述的基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法，其特征 在于所述步骤1包括如下处理步骤(1)正常采集过程各个单相接地检测装置连续采集电压、电流并计算零序电压，并通 过零序电压判断是否发生单相接地故障，当判断出现发生单相接地故障时，进入密集采集 过程；(2)单相接地后的密集采集过程各个单相接地检测装置按一定频率采集一组单相接 地特征量；(3)当各个单相接地检测装置收到主站内的故障定位处理机的召唤命令后，将采集到 的一组单相接地特征量组成数据包上传到主站系统中的故障定位处理机。
4.根据权利要求3所述的基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法，其特征在 于所述单相接地特征量包括零序电流、电流的5次谐波分量和零序电流方向。
5.根据权利要求1所述的基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法，其特征在 于所述步骤2包括如下处理步骤(1)实时监视是否有单相接地故障发生，当有单相接地故障发生时向单相接地检测装 置发出召唤命令；(2)故障定位处理机对单相接地检测装置发送的单相接地特征量进行预处理形成可靠 有效的数据；(3)根据单相接地区段定位条件找出单相接地位置。
6.根据权利要求5所述的基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法，其特征在 于所述故障定位处理机进行预处理包括如下处理步骤(1)对同一检测点的不同时间点的特征量进行均值处理；(2)线路上相邻检测点的5次谐波分量的绝对差异量求和；(3)计算线路的零序电流方向指标；(4)计算线路选线的综合特征量。
7.根据权利要求6所述的基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法，其特征在于所述步骤(1)对同一检测点的不同时间点的特征量进行均值处理的计算公式为60ι当时 F11 =彳 ^o1[(公式幻-1当2巧⑴<0时式中Itlij 第i条线路上的第j个检测点的零序电流平均值，简称为检测点零序电流； I5ij 第i条线路上的第j个检测点的谐波分量平均值，简称为检测点谐波分量； Fij 第i条线路上的第j个检测点的零序电流方向，简称为检测点零序电流方向 所述步骤( 线路上相邻检测点的5次谐波分量的绝对差异量求和公式为
8.根据权利要求5所述的基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法，其特征在 于所述的根据单相接地区段定位条件找出单相接地位置的步骤包括如下处理步骤(1)从线路选线的综合特征量中选出前三个最大值，以它们所代表的线路为备选线路；(2)从备选线路上的所有检测点谐波分量中找出最大值，该最大值所在线路即为发生 单相接地线路；(3)从发生单相接地的线路上的所有相邻检测点的谐波分量的差异量中找出最大值， 该最大值所代表的相邻检测点所在区段即为发生单相接地区段。
9.根据权利要求2所述的基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法，其特征在 于故障定位处理机进行单相接地的隔离与恢复处理的处理步骤包括如下步骤(1)主站系统根据故障定位处理机得到单相接地区段位置对远端开关进行遥控分闸， 将故障区段从正常运行的电网中隔离；(2)主站系统根据网络拓扑图对存在备用电源的非单相接地线路遥控相应的远端开关 合闸供电；(3)单相接地故障消除后，遥控相应远端开关分闸或合闸，恢复原来的供电模式。
全文摘要
本发明涉及一种基于电子互感器的单相接地故障判断处理方法，包括以下步骤步骤1变电站单相接地特征量检测装置和线路单相接地特征量检测装置采集单相接地特征量并组包上传给主站系统内的故障定位处理机；步骤2主站系统内的故障定位处理机进行单相接地故障定位。本发明通过安装在变电站内的变电站单相接地特征量检测装置和安装在线路上的线路单相接地特征量检测装置采集单相接地特征量，然后通过主站系统内的故障定位处理机可以快速、准确地确定单相接地区段的具体位置，还可以遥控远端开关进行单相接地的隔离与恢复处理，提高了单相接地判断的准确性，保证了配电网工作的可靠性和安全性，有效保护了电网设备和用电设备。
文档编号G01R31/08GK102064537SQ201010582938
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者冯丽, 刘中胜, 李旭东, 申刚, 葛少云 申请人:天津天大求实电力新技术股份有限公司