[发明专利]适应性修改三相电网中的接地故障保护设置的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及对三相电网中的接地故障保护设置进行适应性修改。

背景技术

一般地，方向性接地故障保护可以基于同时监测方向量的两个条件：

·方向

·幅度

当上述两个条件同时满足，即方向与设置的操作方向匹配并且监测量的幅度超过设置的操作阈值时，方向性接地故障保护的操作条件被满足。可能存在其幅度被监测并且必须超过设置的阈值限的一个或若干个监测量。

当残余电压的基频分量的幅度超过设置的阈值水平时，用于高阻接地网络中的方向性接地故障保护的典型布置为使得获得一般故障指示。该水平应当被设置成在任何操作条件下处于健康状态期间的系统中所碰到的最高残余电压水平之上。应当注意，“Uo设置”限定该保护的基本灵敏度，并且该值取决于所采用的中性点接地方法，即，其对于例如未接地网络和补偿网络可以是不同的。

在一般故障检测之后，对故障的方向性进行评估（即，确定故障是在被保护的馈线（feeder）之内还是之外）。为此，可以使用方向特性，可以在具有实轴和虚轴的复平面上呈现该方向特性。定义方向性的电气量（例如功率、电流或导纳）在图中呈现为从原点（0，0）指向特定方向的具有实部和虚部（或等同地具有幅度和相位角）的相量（在本文中被表示为）。该相量与例如图1中所示的操作扇区边界线进行比较。当方向条件和幅度条件两者同时被满足时，实现操作。

上述方法存在的问题是：如果系统的中性点接地方法改变，例如当网络中的消弧（Petersen）线圈或中性点接地电阻器被导通或切断时，必须立即改变方向特性以及可应用的设置。例如，在网络中性点通过消弧线圈接地并且“Iocosphi准则”被用于方向性接地故障检测的情况下，如果消弧线圈变为被切断，则操作条件应当从Iocos改变到Iosin。同时，应当优选地改变影响接地故障保护的所有其他相关设置。

传统上，仅有接地故障保护设置的自动化（不是自动的）改变已成为可能。自动化改变基于对消弧线圈或接地电阻器开关的状态进行监测，并且自动化改变要求该信息被发送至继电器。自动化改变的缺点在于：它通过例如需要辅助布线增加了系统的复杂性，从而涉及额外的成本。在一些情况下，由于通信路径的物理距离以及不可用性，这样的自动化系统甚至是不可能的。

文献EP0963025描述了如下解决方案：方向性接地故障保护功能的操作扇区被优选地设置为大于180°。这样的特性在配电网中的下述可替选的中性点处理方法中的两种中是有效的：网络与地隔离、网络经由中性点处的电阻接地、网络设置有接地故障电流的消弧线圈，或两个先前项的组合。所述解决方案具有如下优点：即使改变中性点的接地方法，也不需要继电器的方向角设置。所提出的解决方案的可能的缺点是：其仅提供了用于自动适应性修改的部分解决方案：当中性点接地处理改变时，仅方向条件被适应性地修改，但是缺乏可能需要改变的其他可能的保护设置的自动适应性修改。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法和一种用于实施该方法的设备，以克服上述问题或至少缓解上述问题。通过以独立权利要求中所描述的来表征的方法、计算机程序产品以及设备来实现本发明的目的。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施方式。

本发明基于如下构思：基于将所确定的方向相量量的值与复平面上的预定边界进行比较来确定电网的中性点接地状态，并基于所确定的电网的中性点接地状态来对一个或更多个接地故障保护设置进行适应性修改。

本发明的优点是：可以根据电网的中性点接地状态来自动地调节电网的方向性接地故障保护的设置。此外，本发明不一定需要例如任何辅助布线。

附图说明

在下文中，将参照附图借助于优选实施方式来更加详细地描述本发明，在附图中：

图1是根据一种实施方式的操作特性的示例；

图2是电网的示例；

图3是示出了根据一种实施方式的复平面上的预定边界的图；以及

图4是示出了根据一种实施方式的复平面上的预定边界的图。

具体实施方式

本发明的应用不限于任何特定系统，而是可以与各种三相电力系统结合使用，以对接地故障保护设置进行适应性修改。

与本发明相结合进行实施的电力系统可以是例如输电网或配电网或它们的部件，并且可以包括若干馈线或部件（section）。此外，本发明的使用不限于采用50Hz或60Hz基频的系统或任何特定的电压电平。