[发明专利]一种输配电线路单相接地故障检测方法及检测设备

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备，具体地说涉及输配电线路单相接地故障的检测。

背景技术

输配电线路分支多，线路长，负载复杂。但是，当出现接地故障时，必须尽快排除这些故障，否则相电压升高，会严重损害供电设备及线路的绝缘性能，并进而造成相间短路故障，从而降低了供电质量和效率。而要排除故障首先必须找到故障发生的位置。

对于中性点非直接接地输配电系统来说，由于发生单相接地故障时，线电压不变，线路负荷电流不变，特征量不是很明显，因此单相接地的故障检测是一个世界性难题。就接地故障的检测来讲，目前的检测设备主要采用的方法有三类：

第一类为首半波法，即利用接地瞬间接地相的电容电压与该相相电压同相并且电容电流大于预设值时判定为接地故障发生。这个方法能起到一定作用。但最大的问题是这个方法建立在单相接地故障发生在相电压峰值时刻，这时才能够比较相位。然而，绝大多数单相接地故障发生在非波峰甚至是波形过零点的位置，此时就无法检测和判断接地故障了，参见图1。

第二类方法为五次谐波法。这类方法利用线路发生单相接地故障时会出现五次谐波并利用当五次谐波大于预设值时判定为接地故障发生。这个方法不可靠，因为线路负载各种各样，在正常情况下，就存在大量的谐波分量包括五次谐波的情形。如果电网的波动导致5次谐波超过预设值，就会出现误报的情形；或者线路结构简单，接地时的五次谐波很小，此时就无法检测五次谐波。

第三类方法就是检测暂态电流。虽然暂态电流比较明显，但由于暂态量的持续时间非常短，而且是个快速衰减过程，不到工频周波的四分之一，检测设备显然无法准确检测到暂态量的瞬间值，因此也就无法准确检测暂态量大小，更何况线路负载千变万化，负载的突然波动、变化均有可能引起线路出现频率范围和暂态电流频率范围重叠的信号，这时就会出现误判，参见图2。

因此，以上三类接地故障检测方法均无法可靠检测单相接地故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种受输配电线路运行管理、地理环境、负荷波动、气候变化等影响比较小、工作可靠的接地故障检测方法。

本发明在第一方面提供一种输配电线路单相接地故障的检测方法。该方法包括：

(1)检测线路暂态电流突变率，暂态电流出现正跳变，暂态电流突变率ΔI_p/Δt＞R_h；

(2)检测线路电压降低，V＜V_h；

当两个条件均满足时，判定接地故障；步骤(1)和(2)的顺序可以改变。

本发明在第二方面提供一种输配电线路故障的检测设备。该设备包括：线路暂态电流突变率检测电路，对线路电流进行带通滤波，获得线路暂态电流并输出线路暂态电流的突变率信息；线路电压电场耦合电路，检测输配电线路电压；微处理器电路，配置用于：判断线路暂态电流的突变率，ΔI_p/Δt＞R_h；判断线路电压降低，V＜V_h；当两个条件均满足时，判定短路接地故障。

其中，ΔI_p是暂态电流的正跳变值，Δt是暂态量突变的时间，R_h是预设的判断暂态电流突变率有效的阀值，V_h是预设的判断电压下降的阀值。

可选的是，用暂态电路突变量ΔI_p＞I_h代替ΔI_p/Δt＞R_h做为单相接地故障的检测依据之一，其中I_h是预设的暂态量突变阀值。

根据本发明的故障检测设备不会出现误告警或漏告警现象，能满足不同用户的需求，适宜于大规模生产。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，其中：

图1为采用首半波法检测单相接地故障的示意图；

图2为采用暂态电流值检测法检测单相接地故障的示意图；

图3为采用本发明暂态电流均方根值正跳变的方法检测接地故障的示意图；

图4为本发明线路电压V电场耦合电路的原理示意图；

图5是检测单相接地故障的检测设备的电路原理框图；

图6是线路电流跟踪及转化电路和线路暂态电流突变率检测电路的示意图；

图7是线路电压V电场耦合电路的示意图；

图8是微处理器电路的示意图；

图9是告警电路的示意图。

具体实施方式