一种二次变电系统中接地故障的判断方法

本发明涉及二次变电系统，尤其涉及一种二次变电系统中接地故障的判断方法。

背景技术：

1、在二次变电系统中发生单相接地故障时，随着配电网电缆线路的使用和配电网馈线的增多，如果配电网长时间带故障运行，接地故障将会扩大至2点或多点短路接地，引起的弧光过电压将会导致全系统的过电压，进而损害电力设备，致使电力设备不正常运行，破坏电力系统的运行稳定性，所以必须快速、准确找出故障予以切除。

2、而目前基于零模暂态能量的小电流接地故障选线原理，采用了零模电压导数(或者是零模电压移相)和零模电流的乘积在时域内的积分，零模电压求导或者零模电压移相会带来故障发生时刻的零模电压和零模电流的变化不在同一时刻，相差1/4周波，对暂态能量的累积带来不利，尤其在高阻接地故障时，暂态能量小且时间短只有几毫秒时间窗，选线灵敏度差，影响选线的正确性；另外在积分前未考虑在特征频带内的能量进行累积，对于经消弧线圈接地系统在故障初期工频分量占比高的情况下，选线误判率高。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种二次变电系统中接地故障的判断方法，解决了经消弧线圈接地系统工频量影响选线准确率的技术问题，达到了规避选线误判率，提高选线灵敏度以及正确性的目的，具有简单、直观、实用、耐高接地阻抗、选线效果较好的优点。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种二次变电系统中接地故障的判断方法，包括以下过程：

3、母线上预先接入中性点控制系统；

4、向中性点控制系统中注入信号脉冲，以注入信号脉冲时刻为采样时刻，采集此时刻以后一个或两个周期的数据存储起来，启动零序电流能量法计算各线路外加信号后的零序电流能量加以比较；

5、根据各线路的零序电流在信号脉冲注入的变化状况进行判断是否接地故障，非故障线路零序电流呈现基波叠加高频振荡，而故障线路呈现半圆形或高频振荡伴随严重变形半圆的形状，半圆畸变度随着接地电阻增大而增加。

6、进一步地，所述中性点控制系统包括接地电阻、串联线路和对地电容形成一个回路。

7、进一步地，所述通过电压互感器向中性点控制系统中注入信号脉冲。

8、进一步地，还包括以下过程：

9、当二次变电系统中发生接地故障时，自动获取各个母线以及其支路上出现的零序通路故障节点；

10、母线上预先接入中性点控制系统，中性点控制系统包括接地电阻、串联线路和对地电容形成一个回路；

11、在获取的每个故障节点通入零序电压，具体为：向中性点控制系统中注入信号脉冲，以注入信号脉冲时刻为采样时刻，所通入的零序电压将在二次变电电网中产生零序电流；

12、不间断地循环采集母线及各支路的零序电流数据，采集的数据按顺序存放在循环寄存器中，按每个采样周期的数据计算零序电流的幅值；

13、获取在二次变电系统中所采集的每个零序电流幅值，并将所获取的零序电流幅值与预设定的阈值进行计算比较；

14、对二次变电系统中所采集的每个零序电流采用比相法测频，测出每个零序电流与预设定的阈值之间的相位关系，并计算各线路零序电流的相位加以比较；

15、绘制各线路零序电流幅值以及相位比较值的波形图，加以比较确定零序电流幅值大的或呈现负相位的为故障线路；

16、或，采集采样时刻以后一个或两个周期的数据存储起来，启动零序电流能量法计算各线路外加信号后的零序电流能量加以比较；

17、根据各线路的零序电流在信号脉冲注入的变化状况进行判断是否接地故障，非故障线路零序电流呈现基波叠加高频振荡，而故障线路呈现半圆形或高频振荡伴随严重变形半圆的形状，半圆畸变度随着接地电阻增大而增加。

18、借由上述技术方案，本发明提供了一种二次变电系统中接地故障的判断方法，至少具备以下有益效果：

19、1、本发明所提供的二次变电系统小电流接地故障选线方法，具有简单、直观、实用、耐高接地阻抗、选线效果较好的优点，通过零序电流幅值和相位分别与设定阈值进行计算比较确定故障线路，解决了经消弧线圈接地系统工频量影响选线准确率的问题，能够提高二次变电系统接地故障的选线正确率，同时能够简单准确的选出故障线以及对应的故障相，从而规避选线误判率，提高选线灵敏度以及正确性。

20、2、本发明在二次变电系统出现单相接地故障时，电网中残留的零序电荷则可以从中性点控制系统释放出去，接地点和曲折变中性点之间形成电流通路，继电保护设备采用零序电流可以高效、精准地定位故障，从而在第一时间来切掉故障，使得单相故障维持稳定。

21、3、本发明以不间断地循环采集方式能够对各个时段的零序电流值进行采集，同时每个时段构成一组数据，而每组数据由多个采集值计算获取平均值，从而能够提高对于零序电流值采集的准确性，保证所获取零序电流幅值的实时性以及精准性。

22、4、本发明在进行幅值比较外又加上了相位比较，因为故障线路和非故障线路相位是相反的，这样就弥补了出线不平衡的影响，提高了选线的正确率。

23、5、本发明解决了小电流和小电阻接地系统跳闸率高、谐振接地系统选线困难等问题，通过分类处理瞬时性接地和永久性接地两种故障，很好的保证了供电可靠性和安全性。

技术特征：

1.一种二次变电系统中接地故障的判断方法，其特征在于，包括以下过程：

2.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述中性点控制系统包括接地电阻、串联线路和对地电容形成一个回路。

3.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述通过电压互感器向中性点控制系统中注入信号脉冲。

4.根据权利要求1-3任一项所述的判断方法，其特征在于，还包括以下过程：

技术总结
本分案申请提供了一种二次变电系统中接地故障的判断方法，该判断方法包括以下过程：母线上预先接入中性点控制系统；向中性点控制系统中注入信号脉冲，以注入信号脉冲时刻为采样时刻，采集此时刻以后一个或两个周期的数据存储起来，启动零序电流能量法计算各线路外加信号后的零序电流能量加以比较；根据各线路的零序电流在信号脉冲注入的变化状况进行判断是否接地故障。本分案申请解决了经消弧线圈接地系统工频量影响选线准确率的技术问题，达到了规避选线误判率，提高选线灵敏度以及正确性的目的，具有简单、直观、实用、耐高接地阻抗、选线效果较好的优点。

技术研发人员：袁海娣,李伟,张文正,余善好,蒋尚亭
受保护的技术使用者：安徽三联学院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12