小电流接地电力系统相间短路与单相接地综合保护方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统领域，涉及电力系统继电保护领域，具体涉及一种小电流接 地电力系统相间短路与单相接地综合保护方法。
【背景技术】
[0002] 在中低压配电网中，通常各条出线均配有阶段式电流保护装置，当发生相间短路 故障时，保护安装处将流过明显的的短路电流，装置通过判断测量电流与整定值的大小确 定故障是在区内还是区外，并对区内故障进行快速切除。
[0003] 为提高电力系统运行可靠性，我国中低压配电网通常采用小电流接地运行方式。 当某一条线路发生单相接地故障时，并不会出现明显的故障电流，此时系统可带故障继续 运行，但必须尽快选出故障线路并采取应对措施。目前，较多变电站中专门配有一台或多台 (不同原理）集中式选线装置，发生单相接地故障时，通过对比多条线路的电气量特征选出 故障线路。但每个变电站都必须单独装设选线装置，不仅增加建设成本，也使得运行维护更 加复杂。
[0004] 近年来，随着具有自举性的选线算法的出现，已经可以实现分散式选线，仅利用本 线路的信息即可判断本线路是否为故障线路。此类算法的提出，为实现接地选线和相间短 路保护一体化提供了可能。
【发明内容】
[0005] 为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种用于小电流接地电力 系统的综合保护方法，将阶段式电流保护与具有自举性的选线方法相配合，构成一种用于 小电流接地电力系统的相间短路与单相接地综合保护方法。使用本发明所述的保护方法 时，只需在各出线首端配置一台相间短路与单相接地综合保护装置即可，不需再单独装设 小电流接地选线装置，有效地简化了保护配置。
[0006] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0007] -种小电流接地电力系统相间短路与单相接地综合保护方法，包括如下步骤：
[0008] 步骤一：实时采集小电流接地电力系统保护安装处零序电压^T0和三相电流 ，零序电压使用采样频率为1.2kHz的低频采样，三相电流使用采样频率为 25. 6kHz的高频采样；
[0009] 步骤二：计算相电流突变量，并使用三相电流突变量启动算法判断是否发生相间 短路故障，若相电流突变量越限，则判定为相间短路故障并进入步骤三，否则进入步骤四； [0010] 步骤三：将采样频率为25. 6kHz的三相电流数据抽样成I. 2kHz的低频采样数据， 使用傅氏算法提取三相电流幅值，并通过阶段式电流保护程序判断该故障是区内故障还是 区外故障，若为区内故障则动作于跳闸，否则装置复归；
[0011] 步骤四：计算零序电压突变量，并判断零序电压突变量是否越限，若零序电压突变 量在5ms时间窗内持续越限，则判定为单相接地故障并进入步骤五，否则装置复归；
[0012] 步骤五：启动具有自举性的单相接地选线算法，使用采样频率为25. 6kHz的三相 电流高频采样数据，判断本线路是否为故障线路，若为故障线路则发告警信号，否则装置复 归。
[0013] 优选地，步骤二所述三相电流突变量启动算法如下：
【主权项】
1. 一种小电流接地电力系统相间短路与单相接地综合保护方法，其特征在于，包括如 下步骤： 步骤一：实时采集小电流接地电力系统保护安装处零序电压和三相电流
，零序电压使用采样频率为1.2kHz的低频采样，三相电流使用采样频率为 25. 6kHz的高频采样； 步骤二：计算相电流突变量，并使用三相电流突变量启动算法判断是否发生相间短路 故障，若相电流突变量越限，则判定为相间短路故障并进入步骤三，否则进入步骤四； 步骤三：将采样频率为25. 6kHz的三相电流数据抽样成1. 2kHz的低频采样数据，使用 傅氏算法提取三相电流幅值，并通过阶段式电流保护程序判断该故障是区内故障还是区外 故障，若为区内故障则动作于跳闸，否则装置复归； 步骤四：计算零序电压突变量，并判断零序电压突变量是否越限，若零序电压突变量在 5ms时间窗内持续越限，则判定为单相接地故障并进入步骤五，否则装置复归； 步骤五：启动具有自举性的单相接地选线算法，使用采样频率为25. 6kHz的三相电流 高频采样数据，判断本线路是否为故障线路，若为故障线路则发告警信号，否则装置复归。
2. 根据权利要求1所述的小电流接地电力系统相间短路与单相接地综合保护方法，其 特征在于，步骤二所述三相电流突变量启动算法如下：
式中：<?>表示相别，n为当前采样点，N为每个工频周期的采样点数；&为相电流的 当前采样值，AU"]为相电流突变量，可由式（2)求得；为浮动门槛，由式（3)可得；In表示负荷电流幅值；ki、k2为可靠系数； 对于各相电流信号，当连续3个电流突变量采样值超过预设门槛值
，即 式（1)成立时，则判断发生相间短路，保护启动。
3. 根据权利要求2所述的小电流接地电力系统相间短路与单相接地综合保护方法，其 特征在于，所述可靠系数4= 1.25,可靠系数1^2= 0.06。
4. 根据权利要求1所述的小电流接地电力系统相间短路与单相接地综合保护方法，其 特征在于，步骤四所述计算零序电压突变量的算法如下： Au〇 [n] =u〇 [n] -u〇 [n-N] (4)
式中：n为当前采样点，N为每个工频周期的采样点数；U(l[n]为零序电压的实时采样 值，Aujn]为零序电压的实时突变量，可由式（4)求得；△ %[n]为零序电压突变量幅值， %>[?]为相电压幅值，m为启动系数； 当公式（5)成立时，则判定系统零序电压越限，并启动单相接地识别算法。
5.根据权利要求4所述的小电流接地电力系统相间短路与单相接地综合保护方法，其 特征在于，所述启动系数m= 0. 2。
【专利摘要】本发明公开了一种小电流接地电力系统的相间短路与单相接地综合保护方法，首先，保护装置采集三相电流和零序电压，并实时计算各相电流及零序电压的突变量；然后检测相电流突变量是否越限，若相电流突变量超过定值，则判定为相间短路故障，并进入阶段式电流保护程序；否则，检测零序电压突变量是否越限，若零序电压突变量超过定值，则判定为单相接地故障，并进入单相接地选线程序；本发明兼具相间短路保护和小电流接地选线两项功能，既能在发生相间短路故障时迅速可靠地动作于跳闸，又能在小电流接地系统发生单相接地时准确选线并发出告警信号；使用本发明所述的保护方法时，只需在各出线首端配置一台相间短路与单相接地综合保护装置即可，不需再单独装设小电流接地选线装置，有效地简化了保护配置。
【IPC分类】G01R31-02, H02H7-26, G01R31-08
【公开号】CN104779594
【申请号】CN201510207792
【发明人】舒进, 都劲松, 郭俊文, 马晋辉, 敖海, 张 杰, 张保会, 郝治国, 孔汉杰, 陈琳浩
【申请人】西安热工研究院有限公司, 华能集团技术创新中心, 西安交通大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月27日