一种基于注入法的接地故障相辨识方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力系统电网故障相辨识技术领域，具体地说是一种基于注入法的接 地故障相辨识方法。
【背景技术】
[0002] 我国中压配电网主要W小电流接地方式为主，常用的有中性点经消弧线圈接地方 式和中性点不接地方式两种，随着配电网系统的快速发展，系统单相接地故障发生的频次 在不断增加。现实中，由于存在电网=相对地参数的不平衡，该给电网接地相的辨识带来了 一定的困难，尤其是发生高阻接地故障时，传统的接地相判别是不适用的。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种基于注入法的接地故障相辨识方 法，能有效实现系统接地相辨识，尤其能实现高阻接地故障接地相辨识。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于注入法的接地故障相辨 识方法，包括W下步骤： (1) 根据系统参数(系统总电容及阻巧率)，确定相角0和消弧线圈的补偿状态； (2) 电网发生单相接地故障时，向中性点注入电流/.;=心而M导到补偿后的 中性点电压; (3) 确定当各相发生单相接地故障时，补偿后的中性点电压相位角a随故障电阻的变 化范围； (4) 基于测得的中性点电压t;:'的相位角a,判断相位角a落入步骤（3)中的哪一变化范 围，即可判断与该变化范围对应的相发生了接地故障。
[0005] 步骤（1)所述的确定相角0。。济消弧线圈的补偿状态，具体方法如下。
[0006] 当系统正常运行且消弧线圈未投入(未注入电流IP时，自然不平衡电压L.-?为：
【主权项】
1. 一种基于注入法的接地故障相辨识方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 根据系统参数(系统总电容及阻尼率)，确定相角Θ nOT和消弧线圈的补偿状态； (2) 电网发生单相接地故障时，向中性点注入电流h =UX.: ，得到补偿后的 中性点电压Lf ; (3) 确定当各相发生单相接地故障时，补偿后的中性点电压相位角a随故障电阻的变 化范围； (4) 基于测得的中性点电压的相位角a，判断相位角a落入步骤（3)中的哪一变化范 围，即可判断与该变化范围对应的相发生了接地故障。
2. 如权利要求1所述的一种基于注入法的高阻接地故障辨识方法，其特征在于，步骤 (1) 所述的确定相角Θ n?和消弧线圈的补偿状态，具体方法如下： 当系统正常运行且消弧线圈未投入(未注入电流/,)时，自然不平衡电压1^为：
其中，CA、CB、Cc分别为A、B、C三相对地电容，lA, rB、re分别为A、B、C三相绝缘电 阻，C:为系统总对地电容，C+二Cj41 ?_χ_，为系统总绝缘电导，h f ; 令公式(1)的分子
贝IJ自然不平衡电压f.、相位角ZUi与A相电源电压心的夹角）为Z = Z1 ; 当系统正常运行且投入消弧线圈(未注入电流/:)时，中性点电压6\为：
令公式（2 )的分母AoC1 ++++ i Gr-Zz: ，则中性点电压[/4目位角^ (t;与A相电源电 压的夹角）为# =厶-; 则可知<9,沈二if-#十Z;; 因此，可根据系统参数(系统总电容及阻尼率）计算出石，然后测系统自然不平衡电压 相位角f和消弧线圈投入时中性点电压相位角#，便可计算出相角ΘnOT，根据ΘnOT的值，可 确定消弧线圈的补偿状态，如下所示： (I) 当Θ nOT>0时，消弧线圈欠补偿； (II) 当Θ nOT〈0时，消弧线圈过补偿； (III) 当Θ nOT=0时，消弧线圈全补偿。
3. 如权利要求1所述的一种基于注入法的高阻接地故障辨识方法，其特征在于，步骤 (2) 所述的中性点注入电流其推导过程如下：
在实际操作中，由于
其中，，为系统自然不平衡度?为系统自然不平衡电压，;因此，系统发生单 相接地故障后，向中性点注入电it/y+GiJ，便可得到补偿后的中性点电压Lf
4. 如权利要求1所述的一种基于注入法的高阻接地故障辨识方法，其特征在于，步骤 (2) 所述的补偿后的中性点电压以,:由注入电流f :补偿了由电网不对称引起的部分，仅剩下 由故障相引起的中性点位移电压。
5. 如权利要求1所述的一种基于注入法的高阻接地故障辨识方法，其特征在于，步骤 (3) 所述的中性点电压相位角a为中性点电压1?:与A相电源电压￡%的夹角。
6. 如权利要求1所述的一种基于注入法的高阻接地故障辨识方法，其特征在于，步骤 (3)所述的当各相发生单相接地故障时，补偿后的中性点电压相位角a随故障电阻的变化 范围为： (1)当消弧线圈欠补偿或中性点不接地方式时： (1) 当A相发生单相接地故障时，中性点电压相位角a [ISO13 -I ArJgO3I ; (II)当B相发生单相接地故障时，中性点电压相位角; (in)当c相发生单相接地故障时，中性点电压相位角aepocn.-j〇ot:+j; (2) 当消弧线圈过补偿时： (I) 当A相发生单相接地故障时，中性点电压相位角a €piSO° JSO+3; (II) 当B相发生单相接地故障时，中性点电压相位角3 t [6(Ρ/ΛΡ -Λ.I ; (III) 当C相发生单相接地故障时，中性点电压相位角a e [30CF.30CF-1-]; (3) 当消弧线圈全补偿时： (I) 当A相发生单相接地故障时，中性点电压相位角a=180° ; (II) 当B相发生单相接地故障时，中性点电压相位角a=60° ; (III) 当C相发生单相接地故障时，中性点电压相位角a=300°。
【专利摘要】本发明具体公开了一种基于注入法的接地故障相辨识方法，包括以下步骤：（1）根据系统参数（系统总电容及阻尼率），确定相角θnor和消弧线圈的补偿状态；（2）电网发生单相接地故障时，向中性点注入电流 ，得到补偿后的中性点电压；（3）确定当各相发生单相接地故障时，补偿后的中性点电压相位角a随故障电阻的变化范围；（4）基于测得的中性点电压的相位角a，判断相位角a落入步骤（3）中的哪一变化范围，即可判断与该变化范围对应的相发生了接地故障。本发明提出的一种基于注入法的接地故障相辨识方法，能有效地实现系统接地相辨识，尤其能实现高阻接地故障接地相辨识，克服了传统故障相辨识方法的局限性，具有良好的应用前景。
【IPC分类】G01R31-08
【公开号】CN104880647
【申请号】CN201510324365
【发明人】李晓波, 丁欣, 闫腾飞, 刘建华, 董新伟, 李国新, 张栋梁, 马草原, 梁睿, 蒋峰景, 李康
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月15日