[发明专利]中压电网的电阻性接地故障的检测定位设备、方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力配送网络，尤其中压网络上的故障检测。尤其，本发明提出了检测中压电导体与大地之间的电阻性故障，例如由所述导体的断开引起的故障的原理，以及适当设备。

背景技术

如图1所例示，配电网络1可以分解成不同层次，第一极高压和高压VHV/HV输送和分输网络2(从35kV到200kV以上)用于长距离输送或配送来自发电厂的电力。通常在1与35kV之间，更精确地说，在法国是11kV相电压的中压MV配送网络5接管较小规模地输送给企业型的顾客，或将中压转变成低压LV(尤其，在法国是0.4kV)的变电站10、20、30。低压15、25、35经由三相导线15_A、15_B、15_C和中性导线15_N供应给有低电力需求的客户。

MV电网5可以由架空电线和/或地下电缆组成。无论什么解决方案，网络5都会发生各种故障，重要的是检测和定位各种故障，以便缓解由如下引起的问题：停电、绝缘材料的强度受损、和人身安全。在这些故障7当中，最频繁的是发生在源变电站外部的单相故障，其中一相与地接触或架空电缆断裂了，尤其在天气条件恶劣的情况下。

与牵涉到几相的多相故障几乎一样，这些故障7是短路型的，是可能达到几千或几万安培的大电流的原因，而导线和/或装备一般设计成正常运行时能承受几百安培。例如，当变压器中性点N直接接地时，故障电流对应于网络5的电压除以非常小的电路总电阻。

检测这种类型故障的一种选择是测量流过的电流或与之相关的参数。但是，如果要给出相对于故障检测装备的相对方向(线路侧或负载侧)，则必须通过对三相电压的测量才能完成这些测量。但是，网络5的MV电压使接近测量点变得困难，以及引起将电子装备绝缘的问题：这种类型的定向检测难以实现。

而且，可以使短路电流本身的检测变复杂。尤其，MV网络的接地以后一般通过阻抗来实现：将电阻或补偿线圈型的限制元件插在变压器3的中性点N的次级侧与地之间，以便增大故障电流流路的全局阻抗，因此减小电流。这样就减轻了网络5的部件上的压力，并且还对人员提供了保护。然后必须作出更细致的电流测量(敏感接地故障)。

此外其它元件也倾向于限制故障电流的数值和复杂的检测：像故障7的性质那样，地电阻是要考虑的一个因素。但是，尽管可以通过在进行安装的时候调整保护和检测装备的设置来考虑地的参数，但对于不可预测的故障特性，情况是不一样的。在难以检测的故障当中，尤其是存在可以与地接触或不与地接触发生的MV导线的断开。

对于这些纯电阻性故障，因此实现经由电压的检测。例如，文献EP1,603,211涉及装配在电线末端上的通信装备单元。导线断裂的检测通过线电压损失的简单检测来进行。更多的理论研究表明了在MV网络5上使用反向电压和/或零序电压的可能性。但是，在前述中压相导线上测量电压的固有问题仍然完全没有解决。

因此，显而易见，由于使用实现起来复杂的测量设备,尤其中压导线上的电压抽头以及流入后者中的短路电流的精确测量设备的缘故，中压网络上的电阻性故障的检测和定位几乎没有什么发展，尤其在导线断裂的情况下。

发明内容

连同其它优点一道，本发明的目的是缓解现有检测系统的一些缺点，优选地提出了中压下的电阻性接地故障的定向检测，特别把注意力放在断开导线上。尤其，本发明提出了使用相对于MV/LV变电站在负载侧的低压配电系统上的测量设备来检测和识别中压侧的故障。

按照一个特征，本发明涉及检测供应多条低压馈电线的中压电网上的电阻性接地故障，尤其由导线的断裂引起的故障的方法。该方法包含为每条馈电线确定与相电压的对称分量相对应的反向电压；将这些反向电压的幅度与有利地可调整的阈值相比较；以及当至少发生一次阈值过冲时，指示发生了故障。

按照另一个特征，将所述检测方法与所检测故障的相对地点相联系。为此，处理相电压，并且使处理结果能够确定所检测故障相对于测量点在线路侧还是负载侧。尤其，像每条馈电线的相电压的平均值和相电压的最小值那样，确定每条馈电线的相电压的标准值或幅度。将平均值与幅度相比较，且将最小值与阈值相比较。

按照另一个特征，本发明涉及适用于检测方法，优选地适应于上述定向检测方法的设备，该设备适用于包含至少一个中压/低压变电站的中压电网，该变电站界定提供多根低压相导线的馈电线。