[发明专利]一种配电线路不对称故障继电保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种配电线路继电保护方法。

背景技术

配电线路（也称馈电线路、馈线）是配电系统的重要组成部分。配电线路发生故障后，自动地检测并切除故障区段，是保证用户供电可靠性的前提。

目前，配电线路故障隔离主要有两大类。一类是电流保护，又包括电流速断保护和定时限过电流保护。当配电线路上发生故障后，基于电流的增大，电流速断保护瞬时隔离故障，定时限过电流保护经过整定的时间延迟后隔离故障。电流速断保护可以快速隔离故障，但不可避免地引起非故障区段的负荷失电，是一种没有选择性的故障隔离方法。定时限电流保护可以有选择地隔离故障，但对靠近电源侧的故障，故障电流大，对系统的影响大，故障隔离时间反而更长，是一种不满足快速性要求的故障隔离方法。另一类是配电线路自动化技术，包括利用重合器和分段器的故障隔离方法，和基于馈线终端单元和通信网络的故障隔离方法。利用分段器和重合器等智能开关设备的故障隔离方法，故障区段的查找和隔离依靠分段器、重合器的反复配合动作来实现，故障切除时间长，断路器负担重。基于馈线终端单元和通信网络的故障隔离方法，故障区段的确定依靠通信网络和馈线终端单元的信息的交互，故障隔离可靠性差。

综上所述，现有的配电线路故障隔离方法不能满足用户对安全可靠供电的要求。因此，研究具有选择性、能够快速切除配电线路故障的不依赖通信网络的继电保护方法就显得尤为迫切和重要。

发明内容

本发明提供了一种基于单端电气量的配电线路不对称故障的继电保护方法，所要解决的技术问题在于：故障切除选择性和快速性的矛盾。

在单电源辐射状运行的配电线路上发生不对称故障时，对于故障的配电线路区段，一侧为有电源端，另一侧为无电源侧（负荷侧）。有电源侧，故障相电流增大；无电源侧，故障相电流减小，电压降低。如果有电源侧开关断开，无电源侧非故障相电压消失。如果无电源侧开关断开，有电源侧非故障相电流因失去无电源侧负荷而变化。

有鉴于此，本发明公开了一种基于单端电气量的配电线路不对称故障继电保护方法。所述继电保护方法采集被保护配电线路的电压电流电气量，基于实时检测到的三相电压和三相电流，判断配电线路上是否发生了故障。判定配电线路上发生故障后，基于监测到三相电压和三相电流识别故障类型，判断是不是不对称故障。判断发生了不对称故障后，基于监测到电压和电流判断故障方向，确认故障发生在保护安装处的上游还是下游。如果故障发生在保护安装处的下游，投入定时限过电流保护和电流突变保护。定时限过电流保护，根据整定的时间和检测电流大于整定值动作。电流突变保护，根据以对端定时限低电压保护整定的时间为基础的整定时间范围内电流突变动作。如果故障发生在保护安装处的上游，投入定时限低电压保护和电压突变保护。定时限低电压保护，根据整定的时间和电压低于电压整定值动作。电压突变保护，根据以对端定时限过电流保护整定的时间为基础的整定时间范围内电压突变动作。

本方法仅使用了单端故障信息，实现了配电线路不对称故障快速有选择隔离，解决了现有方法故障隔离时间长，无选择性，非故障区域不得不失电的问题。

附图说明

图1示出了所述保护流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了所述保护流程图。

步骤1，故障检测，实时检测配电线路上的电压和电流，如果任一相电流大于整定值，或者任一相电压低于整定值，判断配电线路上发生了故障。所述电流整定值可取为线路上的最大负荷电流；所述电压整定值可取为70%的配电线路额定电压。

步骤2，不对称故障识别，基于检测到三相电压和三相电流识别故障类型，如果三相电压或者三相电流不对称，判断故障为不对称故障。基于所述三相电压或者三相电流计算正负零序电压或者电流。如果负序与零序电压或者电流的和与正序相应的电压或者电流的比值大于0.4，则判定故障为不对称故障。

步骤3，故障方向识别，基于监测到故障相的电流判断故障方向，识别故障位于保护安装处的上游还是下游。如果故障相的电流大于整定值，判定故障在保护下游；如果故障相的电流小于整定值，判定故障在保护上游。所述电流整定值可取为最大负荷电流。