[发明专利]用于中性点经电阻接地配电网的单相接地故障保护方法

说明书

本发明涉及一种用于中性点经电阻接地配电网的单相接地故障保护方法，此方法定义线路的零序电流比值系数为线路零序电流与中性点零序电流的比值，包括下列步骤：1)监视所有线路零序电流互感器，当任一出线或中性点零序电流大于保护的启动门槛值I_set则启动保护；2)利用中性点零序电流和各出线的零序电流计算每条线路的零序电流比值系数；3)对于零序电流比值系数大于0.5的线路判定为故障线路，保护动作，否则判为健全线路，保护不动作；若所有线路均判为健全线路，则判定母线发生接地故障。

技术领域

本发明属于继电保护、配电网技术领域。是一种在小电阻接地系统发生低阻 和高阻接地故障时均能够准确可靠选线的方法。

背景技术

随着经济的快速发展，电缆在城市配电网中的应用比例逐渐增加，系统 对地电容电流不断增大。而中性点经小电阻接地系统具有快速切断故障电流、 限制谐振过电压并降低设备绝缘水平的优点，所以目前正逐步应用于城市配 电网中。但目前中性点经小电阻接地的10kV系统采用的定时限零序过电流保 护定值一般设为40A，最大只能处理过渡电阻为130Ω左右的故障。而当系 统发生高阻接地故障时，零序电流值较小，可能导致保护拒动，无法及时切 除故障，威胁人身安全。若故障长时间存在，事故范围和危害可能进一步扩大，影响供电可靠性。

为了解决上述问题，许多学者提出了很多新的保护方法，一定程度上提 高了高阻接地故障时的保护能力，但还存在一些问题。现在的保护方法主要 分为基于工频稳态信息的保护方法、基于暂态信息的保护方法和智能算法。 基于工频稳态信息的保护方法主要是利用线路的零序电压和电流信息。比率 制动法引入了零序电压来修正零序电流整定值，保护耐过渡电阻能力提高， 但方法的整定较复杂。反时限零序过电流保护的方法，降低了保护的启动门 槛值，但增加了高阻故障的动作延时。利用各出线电流在中性点电流方向上的投影关系进行选线的方法，原理上不受过渡电阻影响，但需同时利用幅值 和相位信息，实际应用时误差较大。基于暂态信息的保护方法中，利用零序 电流波形畸变的凹凸性提出的不依赖于零序电流幅值的高阻接地故障保护方 法在噪声影响下可能失效；根据故障点电压电流波形的伏安特性提出的基于 伏安特性畸变的故障检测算法，耐噪能力强但其有效性依赖于故障点电阻的 非线性建模。除此之外，还有基于分形理论、聚类分析等的智能方法，为研 究提供了新思路，但其数据处理过程比较复杂、计算量较大。综上所述，目 前提出的小电阻接地系统保护方法仍存在一些问题，有待进一步研究。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用零 序电流比值系数的小电阻接地系统单相接地故障保护方法。本发明对线路零 序电流与中性点零序电流求比值后，利用健全线路和故障线路零序电流比值 系数的区别，提出基于零序电流比值系数的保护方法，并通过设置启动电流 值躲过不平衡电流的影响。该方法在低阻和高阻接地故障时均具有较高的灵 敏性和可靠性。技术方案如下：

一种用于中性点经电阻接地配电网的单相接地故障保护方法，此方法定义 线路的零序电流比值系数为线路零序电流与中性点零序电流的比值，包括下列 步骤：

1)监视所有线路零序电流互感器，当任一出线或中性点零序电流大于保护的启动门槛值I_set则启动保护。

2)利用中性点零序电流和各出线的零序电流计算每条线路的零序电流比值系数；

3)对于零序电流比值系数大于0.5的线路判定为故障线路，保护动作，否则判 为健全线路，保护不动作；若所有线路均判为健全线路，则判定母线发生接地故 障。

优选地，启动门槛值I_set＝0.4A。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

(1)该方法只需要测量所有出线及中性点支路的零序电流大小，不需要利 用相位信息和零序电压信息，避免了PT断线对保护动作的影响；