专利名称：中性点经小电阻接地时断线故障与接地故障的区分方法
技术领域：
本发明涉及IOKV系统中主变压器中性点经小电阻接地时断线故障与接地故障的区分方法。
背景技术：
城市电网在大量使用地下电缆后，接地时如何消除接地故障，国内外采用的一种方法是使中性点经小电阻接地方式，见中国电机工程学会城市供电专业委员会主办的技术杂志《供用电》，1997年第3期，王一宇著《城市配电网中性点接地方式讲座》，2001年第I期薛锦、陈琴生著《对法国、德国及英国部分电网考察的介绍》，但中性点经小电阻接地方式，当一相接地时形成单相短路，因此要装设零序过电流保护装置，使开关跳闸，切除接地短路区段，同时要环网供电提高供电可靠性，另外，国内已开始搞配电自动化，在线路上装设分 段开关，把线路分成几个区段，每个开关都装设监控终端，每个终端都装设用三只电流互感器接成零序滤过器接线，或用零序电流互感器，用来检测零序电流，开关两端装有三相电压互感器，用来测量电压并对开关所用蓄电池进行充电，导线对地电容是分布式的，用集中电容表示，变电站装设配电自动化系统，实现配电自动化功能，中性点经小电阻接地方式，在发生断线故障时，产生三相电流不平衡、三相电压不平衡，在发生接地故障时，也会产生三相电流不平衡、三相电压不平衡情况，如何故障时区分这两种故障，尚未有解决方法。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用断线、接地故障时产生的三相电流不平衡的特点及故障两端产生的三相电压不平衡的特点来区分断线故障及接地故障的中性点经小电阻接地时断线故障与接地故障的方法。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的一种中性点经小电阻接地时断线故障与接地故障的区分方法,变压器中性点经小电阻R。接地方式时，其中变电站上装设有配电自动化系统，所述配电自动化系统上具有零序过电流保护模块，线路中各开关都装有监控终端，所述监控终端测量零序电流、对地电容电流，以及监控零序电流流过的开关及不流过的开关，并将信息传送至所述配电自动化系统，发生断线故障与接地故障时，三相电流不平衡，三相电压不平衡，断线故障时电源侧三相电压正常，而非电源侧断线相电压近似零，接地故障时接地相电压近似零，非接地相电压升高近似线电压，同时，通过监控总零序电流流过的开关及不流过的开关，开关监控终端将上述信息传送至配电自动化系统DA，可判知何种故障及故障发生区段。I、二相电流不平衡(I)断线故障三相电流不平衡由于一相断线，断线处的电源侧方向，断线相电流小，其余两相电流大于相电流且近似相等，非电源侧方向，断线相电流近似零，其余两相电流同于电源侧方向电流(2)接地故障三相电流不平衡一相接地时，接地处电源侧方向，接地相单相短路，短路电流大，约数百至数千安，而另两相为正常负荷电流，非电源侧方向，接地相由于短路电流近似为零，另两相仍为负荷电流。2、三相电压不平衡(I)断线故障三相电压不平衡由于一相断线，断线处的电源侧方向，三相均有正常电压，非电源侧方向，断线相电压近似零，另两相仍有正常电压。(2)接地故障三相电压不平衡一相接地时，接地区段内接地相电压近似零，而非接地相电压升高至近似线电压。3、故障区段(I)断线故障区段发生断线故障时，三相电流不平衡，检测各开关的电压，并将信息传送至配电自动化系统，从而确定断线故障区段。
(2)接地故障区段发生接地故障时，产生总零序电流Ι& ，流过一些开关，也不流过一些开关，开关的监控终端将上述信息传送至配电自动化系统，从而确定接地区段。4、断线故障与接地故障的区分故障时检测电压，若故障处电源侧方向三相电压正常，非电源侧方向一相电压近似零，为断线故障，若故障区段一相电压近似零，另两相电压近似线电压，为接地故障。由上述技术方案可知，本发明的有益效果是相比现有技术，中性点经小电阻接地时，发生故障，可区分是断线故障还是接地故障，为消除故障提供正确有益信息，便于事故处理。具体来说，本发明通过在变电站上装设有配电自动化系统，并在线路中各开关都装有监控终端，根据故障的区分方法能够方便的区分接地故障和断线故障，并且迅速了解到故障产生的位置，便于事故的及时准确处理，避免事故扩大。
图I为本发明的断线故障时电流、电压示意图。图2为本发明的接地故障时电流、电压示意图。图3为本发明的断线故障与接地故障区分示意图。
具体实施例方式为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。请参阅图I所示，B是主变压器，O是主变压器中性点，R。是中性点小电阻，CK是变电站出线开关，IFK 3FK是线路上分段开关，LL是线路上联络开关，DA是装于变电站内的配电自动化系统，当第3区段K1处A相断线时，电源侧A相电流减少，Ia.min < If (If为正常时负荷电流)，而非断线相由于两相运行电流增大，Ib.max I。.max> If，断线处非电源侧，由于A相断线Ia ^ 0，而其余两相仍是1卜_、1。._，这样，三相电流不平衡，产生零序电流I。，可以用来起动检测电压，一相断线时，电源侧三相电压Ua、Ub、U。正常，而非电源侧断线相电压Ua 0，非断线相电压Ub、U。仍是正常相电压，因此三相电压不平衡。请参阅图2所示，符号匕0、1 。、0(、1 1( 3 1(、1^及0八同图I说明，当第3区段K2处A相接地时，形成单相短路，产生单相短路电流匕,另两相电流Ib、I。为负荷电流，三相
电流不平衡产生零序电流I。，一相接地各开关对地又产生电容电流，如Itll、In IcmIcil.
。，总电容电流I。，这两种电流又产生总零序电流Im= Ici +Ie,电源侧，由于A相短路，
A相电流变为Ia ^ O，而另两相Ib、I。仍为负荷电流，一相接地时，三相电压不平衡，接地相Ua ^ O，非接地相电压升高至近似线电压，Ub= I. 63 1.731(1为相电压)，U。= 2. 8 I. 73UX。请参阅图3所示，符号B、O、R。、CKUFK 3FK、LL及DA同图I说明，当第3区段K1或K2处发生故障时，如断线故障，电流、电压如方框内数字；如接地故障，电流、电压为无方框内数字，断线故障与接地故障的区分在于故障区段的两侧电压，断线故障时电源侧三相电压正常，而非电源侧断线相电压近似零，接地故障时接地相电压近似零，非接地相电压升高近似线电压。实施例若线路第3区段发生故障，如K1处A相断线，电源侧(2FK、1FK、CK)A相电流减少，Ia.fflin < If (If为负荷电流)，而非断线相由于两相运行，电流增大，Ib.max ^ 1。._ > If，非电源侧(3FK、LL)，由于A相断线Ia ^ 0，而其余两相仍是Ib.max、Ie.max，这样，三相电流不平衡，产生零序电流I。，一相断线时，电源侧三相电压Ua、Ub、U。正常，非电源侧断线相电压Ua ^ 0，非断线相电压Ub、U。仍是正常相电压，因此三相电压不平衡。开关监控终端将上述信息传送至配电自动化系统DA，可判知断线故障及故障发生的区段，为了检测电压，也可用三相电流
不平衡产生的I。，来起动检测电压，如K2&A相接地时，形成单相短路，单相短路电流
可达数百至数千安，另两相电流Ib、I。为负荷电流，三相电流不平衡产生零序电流I。，一相接地各开关对地产生电容电流，如Itll、I0Li Icu. 3、Itll.。，总电容电流I。，以上两种电流又产
生总零序电流I0 * U、非电源侧，由于A相短路，A相电流变为Ia ^ 0，而另两相Ib、
I。仍为负荷电流，一相接地时，三相电压不平衡，接地相Ua 0，非接地相电压升高近似线电压，Ub = I. 63 I. 73UX，Uc = 2. 8 I. 73UX。总零序电流 I。. Σ流过 CK、1FK、2FK、R。，不流过3FK、LL,开关监控终端将上述信息传送至配电自动化系统DA，可判知接地故障及故障发生区段，中性点经小电阻接地时，装有零序过电流保护装置，当Iadz时，零序过电流保护O. 6S内动作，使出线开关CK跳闸，切断接地电流，为了在O. 6S内检测电压，也可直接用Itj. Σ起动检测电压。发生故障造成三相电流不平衡时，检测电压以区分断线还是接地故障，若检测到电源侧三相电压正常，非电源侧一相电压近似零，这种故障是断线故障，若检测到一相电压近似零，另两相电压升高近似线电压，这种故障是接地故障。但以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非用以局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均同理包含在本发明的范围内。
权利要求
1.一种中性点经小电阻接地时断线故障与接地故障的区分方法，变压器中性点经小电阻R。接地方式时，其特征在于变电站上装设有配电自动化系统，所述配电自动化系统上具有零序过电流保护模块，线路中各开关都装有监控终端，所述监控终端测量零序电流、对地电容电流，以及监控零序电流流过的开关及不流过的开关，并将信息传送至所述配电自动化系统，发生断线故障与接地故障时，三相电流不平衡，三相电压不平衡，断线故障时电源侦U三相电压正常，而非电源侧断线相电压近似零，接地故障时接地相电压近似零，非接地相电压升高近似线电压，同时，通过监控总零序电流流过的开关及不流过的开关，开关监控终端将上述信息传送至配电自动化系统DA，可判知何种故障及故障发生区段。
2.根据权利要求I所述的中性点经小电阻接地时断线故障与接地故障的区分方法，其特征在于发生断线故障时，断线相电源侧电流<负荷电流，而另两相电流>负荷电流；非电源侧，断线相电流近似零。
3.根据权利要求2所述的中性点经小电阻接地时断线故障与接地故障的区分方法，其特征在于发生接地故障时，电源侧接地相形成单相短路电流，另两相电流为负荷电流，从而产生零序电流,且导线对地产生了总电容电流,两种电流形成总零序电流,总零序电流达一定值时，零序过电保护动作，使出线开关跳闸。
4.根据权利要求3所述的中性点经小电阻接地时断线故障与接地故障的区分方法，其特征在于检测电压需要时间，若断线故障及接地故障未使零序过电流保护动作时，有充足时间可用来检测电压，若紧急要完成检测电压，可用三相电流不平衡来起动检测电压。
5.根据权利要求I所述的中性点经小电阻接地时断线故障与接地故障的区分方法，其特征在于断线故障与接地故障的区分，既可用于配电自动化系统中，也可用于无配电自动化的普通IOKV系统中。
全文摘要
本发明公开了一种中性点经小电阻接地时断线故障与接地故障的区分方法，变压器中性点经小电阻Ro接地方式时，变电站上装设有配电自动化系统，所述配电自动化系统上具有零序过电流保护模块，线路中各开关都装有监控终端，发生断线故障与接地故障时，三相电流不平衡，三相电压不平衡，断线故障时电源侧三相电压正常，而非电源侧断线相电压近似零，接地故障时接地相电压近似零，非接地相电压升高近似线电压，同时，通过监控总零序电流流过的开关及不流过的开关，开关监控终端将上述信息传送至配电自动化系统DA，可判知何种故障及故障发生区段。本发明可区分是断线故障还是接地故障，为消除故障提供正确有益信息，便于事故处理。
文档编号G01R31/02GK102937687SQ20121041779
公开日2013年2月20日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者杨万钟 申请人:杨万钟