一种小电流接地系统单相接地选线的方法与流程

本发明涉及一种小电流接地系统单相接地选线的方法。

背景技术：

我国3kV～66kV供、配电网中，大部分均采用中性点不直接接地方式，因其发生接地故障时，流过接地点的电流小，所以常被称为小电流接地系统(NUGS)，它包括中性点不接地系统(NUS)、中性点经消弧线圈接地系统(NES，也称谐振接地系统)和中性点经电阻接地系统(NRS)。近年来，随着自动跟踪消弧电抗器的广泛使用，为解决系统在故障瞬间出现的谐振问题，开始采用消弧线圈与非线性电阻串(或并)联以及与避雷器并联的运行方式。

小电流接地系统发生单相接地故障的机率最高。但是，当系统发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地故障电流比负荷电流小得多，特别是中性点经消弧线圈接地系统接地电流很小，三相线电压仍然保持对称关系，不影响对负荷连续供电，故不必立即跳闸，规程规定可以继续运行l～2h。但是，由于接地点的出现，此时系统中非故障相的对地电压升至原电压的1.732倍，对电网的绝缘形成威胁，很容易在电网的薄弱地点诱发另一点接地，从而形成相间短路。随着系统容量的增加，线路总长度的增加，电容电流越来越大，弧光接地引起的过电压倍数甚高。

为此，国内外的科技工作者相继在接线方式、限制过电压措施和接地保护等方面进行了研究，渴望能够最大限度地减少单相接地故障发生的机率，而且，一旦发生了单相接地故障，也希望能尽快选出故障线路以便及时排除故障。而经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时，由于故障线路与非故障线路的零序电流的相位和幅值都比较接近，从而导致选线误判率偏高的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种小电流接地系统单相接地选线的方法，解决目前经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时由于故障线路与非故障线路的零序电流的相位和幅值都比较接近，而导致的选线误判率偏高的问题。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种小电流接地系统单相接地选线的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、采集母线或出线的零序电压，出线的零序电流，实时计算零序电压幅值；

步骤2、当零序电压幅值大于选线启动电压时认为母线或出线发生单相接地故障，进入步骤3；

步骤3、截取故障发生时前后各一个周波的零序电流及零序电压的数据，并对暂态零序电压与暂态零序电流数据进行小波包变换；

步骤4、比较小波包变换后暂态零序电流与暂态零序电压的相位，若相位相同则为非故障线路，若相位相反则为故障线路，从而完成接地选线。

优选，小波包变换所采用的是紧支集正交小波基DB10小波。

优选，小电流接地系统是3kV-66kV小电流接地系统。

本发明的有益效果是：

(1)仅采用本线路的暂态零序电压与暂态零序电流判断是否存在接地故障，无需其他线路的零序电流数据，因此本方法可以用于集中式的接地保护装置，也可以用于单间隔的保护装置中。

(2)接地故障暂态过程与电网结构、参数、运行方式相关。暂态电流远大于稳态电容电流，暂态最大电流值与故障电压初始相角有关，暂态电流不受消弧线圈的影响，弧光接地和间歇性接地暂态分量更丰富，解决利用稳态电流选线不准确的问题。

附图说明

图1是本发明一种小电流接地系统单相接地选线的方法的流程图；

图2是本发明在接地选线装置中实现的接线示意图；

图3是本发明在馈线保护装置中实现的接线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

一种小电流接地系统单相接地选线的方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤1、采集母线或出线的零序电压，出线的零序电流，实时计算零序电压幅值。

步骤2、当零序电压幅值大于选线启动电压时认为母线或出线发生单相接地故障，进入步骤3。

步骤3、截取故障发生时前后各一个周波的零序电流及零序电压的数据，并对暂态零序电压与暂态零序电流数据进行小波包变换。

为了与信号特征相匹配，小波变换的分辨率在时频平面上，不是固定不变而是随频率变化的，即频率分辨率随频率的升高而降低，而正是小波变换的这种自适应性导致小波变换时-频分析的一个新问题，那就是所谓的“高频低分辨率”问题。而由小波变换发展而来的小波包(wavelet packet)技术，弥补了这一不足，从而可以根据信号特性和分析要求在一定频域范围内任意选择分辨率。

快速准确选出故障支路的关键在于，利用小波包技术准确地采集到零序电流、零序电压的暂态微弱的突变信号，分析出其明显区别于非故障支路的特征。本发明中小波包变换所采用的是紧支集正交小波基DB10小波，也就是L＝10时的DB小波，即10阶DB小波。

步骤4、比较小波包变换后暂态零序电流与暂态零序电压的相位，若相位相同则为非故障线路，若相位相反则为故障线路，从而完成接地选线。

其中，小电流接地系统是3kV-66kV小电流接地系统，可应用于中性点不接地和经消弧线圈接地的系统中。以图2为例，采用一台接地选线装置实现选线功能，选线装置通过电缆完成对母线零序电压采集、各馈线支路零序电流的采集，进而完成接地选线。以图3为例，采用将选线功能嵌入馈线保护装置的方法，保护装置通过电缆完成对母线零序电压和馈线零序电流的采集，完成接地选线。

本发明的有益效果是：

(1)仅采用本线路的暂态零序电压与暂态零序电流判断是否存在接地故障，无需其他线路的零序电流数据，因此本方法可以用于集中式的接地保护装置，也可以用于单间隔的保护装置中。

(2)接地故障暂态过程与电网结构、参数、运行方式相关。暂态电流远大于稳态电容电流，暂态最大电流值与故障电压初始相角有关，暂态电流不受消弧线圈的影响，弧光接地和间歇性接地暂态分量更丰富，解决利用稳态电流选线不准确的问题。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。