[发明专利]一种单相接地故障增量选相保护方法及装置

说明书

本发明公开了一种单相接地故障增量选相保护方法及装置，涉及配电网继电保护技术领域。该单相接地故障增量选相保护方法及装置取消了现有方法的专用的零序电流互感器和零序电压互感器前提下，采用与常规测量电流互感器合用的方式，最大程度地节约了设备制造成本和运维成本，简化了设备结构，降低了制造难度，并发明通过增量电流选相技术，实现了排除消弧线圈干扰和馈线自身电缆电容电流干扰技术，解决了不用零序电压实现从低阻到高阻接地故障检测的技术难题。

技术领域

本发明涉及配电网继电保护技术领域，具体为一种单相接地故障增量选相保护方法及装置。

背景技术

目前电网发展日新月异，城市10kV配网线路逐渐智能化方向发展，各行各业对网安全运行要求也越来越高，对线路运行的可靠性及智能控制的要求更加严格。精准定位电网接地故障并最小化隔离，是电网供电可靠性基础。避免单相接地故障导致的人畜触电死亡、电气设备引起的火灾、接地故障电气故障扩大导致设备损坏的三大问题是电网对社会应尽的责任。

受到本线电缆电容电流影响和消弧线圈补偿的影响，国内现有的接地检测技术都绕不开零序电压和零序电流两大难题，均采用专用的零序电压互感器(或传感器)和零序电流互感器(或传感器)。不采用专有设备的保护，国内单相接地保护就只能做到200Ω以下的低阻保护。

国内外现有的常规方法有：

综合选线法

这种方法的基本在于变电站内实现，利用变电站安装的高精度电流互感器，进行综合选线。具体计算有电阻法、暂态法、小波法、过流法、相不平衡等几十种方法，其致命问题是不能做到故障的就地隔离、不能做到及时隔离。通过调度员人工指令切除，扩大了故障停电范围，邻居失火，殃及池鱼。

故障指示法

这种方法是在配电现场，安装大量的高精度故障指示器，实现对故障特征信号的跟踪，其分析结果报送到电脑主站，通过调度员的判断，实现遥控拉闸，严重依赖通信，在通信失去时系统失效。具体方法包括五次谐波法、暂态法、相电流不平衡法等。同样不能做到及时隔离，避免三大问题的发生。

接地保护法

目前，国内外保护法基本为工频量保护，其主要原理是利用零序电压、零序电流综合分析定位。

缺点一：必须安装零序电流互感器和零序电压互感器，由于零序参数的特点，导致安装了大量附加设备，带来了制造成本和维护成本的增加。

缺点二：由于系统存在大量的消弧线圈补偿的存在，对接地的零序电容电流进行了补偿，补偿后的零序电流幅值下降、零序相位颠倒，导致现有的零序过流保护、零序方向保护和相位保护失效。

缺点三：没有零序电压的常规接地保护，由于受到馈线自身电缆电容电流干扰，其接地检测能力限于0.2kΩ以内，做不到高阻2～10kΩ能力。

暂态方向法

这是目前国内流行的故障指示方法，对消弧线圈补偿系统的故障有一定的判断能力，对占总数三分之二的绝缘接地系统农网效果很差。

缺点一：由于受到系统电容电流幅值的影响和接地故障相电压相位的影响，其准确率一致不高，误判、漏判是其主要问题。满足不了保护对可靠性的要求，无法作为保护使用。

缺点二：由于采样高频微秒级数据，必须要有高精度的电压传感器和电流传感器，对采样设备芯片，计算芯片同样要求较高，成本居高不下。

于是，本申请人秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的方法予以研究改良，提供一种单相接地故障增量选相保护方法及装置，以期达到更具有实用价值性的目的。

发明内容

(一)解决的技术问题