一種10kV不接地系統單相接地故障處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及1kV不接地系統的故障處理方法，可應用在具備綜合自動化功能的變電站，屬于電力信息自動化技術領域。
【背景技術】
[0002]我國電網系統中，絕大部分1kV系統為不直接接地系統，一旦1kV線路發生單相接地故障，1kV饋線保護不會直接跳閘，而是表現為此饋線所在母線一相電壓降低為零，另兩相電壓上升為額定相電壓的1.732倍，但此饋線的線電壓仍正常，接線方式為Dynll的配電變壓器仍可正常運行，不影響用戶用電。
[0003]目前單相接地故障通常由安裝在變電站的小電流接地選線裝置進行判斷。小電流接地選線裝置常用的選線原理分為兩類，不接地系統有零序過電流法、零序電流比幅值法、零序電流比相法、零序電流比相法、零序電流補償選線法、零序電流群體比幅比相法，小電流接地系統有零序電流有功分量法、五次諧波法、自動跟蹤消弧線圈調節選線法、首半波法、零序電流正交積分法、小波分析法等。這些方法具體原理不同，但基本思路都是解析線路發生單相接地故障時產生的穩態(電容電流)或暫態突變量(零序電壓、零序電流、負序電流等)，通過突變量的特征進行選線。
[0004]在實際運行中，小電流接地選線裝置準確率不高，主要原因是線路發生單相接地故障時產生的穩態(電容電流)或暫態突變量(零序電壓、零序電流、負序電流等)，有以下特征，一是配電網接線方式復雜，干擾因素多，加上消弧線圈補償作用，穩態突變量幅值小且易受干擾，穩態突變量極易被噪聲淹沒；二是暫態突變量存在時間短。部分暫態突變量(零序電流)只存在于單相接地故障發生后5ms內，捕捉困難。
[0005]為了提高小電流接地選線裝置的準確率，自上世界九十年代末以來。不少研究者開發了各種算法過濾噪聲干擾，如基于改進快速算法的小波包浮動閾值原理等，但效果都不甚理想。在目前的故障判別原理基礎上，基于裝置成本等因素考慮，生產廠商不可能采用過高成本來實現小電流接地選線裝置的高準確性。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題在于提供一種1kV不接地系統單相接地故障處理方法，該方法實現了在不影響1kV不接地系統供電高可靠性的基礎上實現1kV配電線路單相接地故障自動跳閘。
[0007]為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案:
一種1kV不接地系統單相接地故障處理方法，其特征在于包括以下步驟:
在變電站主變1kV側中性點處增加一組接地開關，正常運行時該接地開關處于斷開狀態；
當1kV線路發生單相接地故障后，合上接地開關，將1kV系統運行方式變為直接接地； 此時發生單相接地故障的1kV線路故障電流由電容電流變為單相接地故障電流，幅值明顯增大；
通過1kV線路保護動作將故障線路的饋線開關跳開，1kV線路單相接地故障排除； 再將接地開關斷開，1kV系統恢復不直接接地運行狀態。
[0008]實施本發明的這種1kV不接地系統單相接地故障處理方法，具有以下有益效果:該方法實現了在不影響1kV不接地系統供電高可靠性的基礎上實現1kV配電線路單相接地故障自動跳閘，改變目前變電站1kv不直接接地系統發生單相接地故障后小電流接地選線系統準確率低而導致試拉負荷的現狀。
【附圖說明】
[0009]圖1為中性點不接地系統下的1kV線路圖；
圖2為本發明的1kV配電線路單相接地故障處理流程圖。
【具體實施方式】
[0010]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0011]1、中性點不接地系統下1kV線路單相接地故障分析
中性點不接地系統下，1kV線路發生單相接地時，此饋線所在母線一相電壓降低為零，另兩相電壓上升為額定相電壓的1.732倍，因此單相接地故障判別很容易實現，但由于故障線路無法經大地回到變壓器中性點形成回路，此時的故障電流為線路本身電容效應產生的電容電流，幅值根據線路參數情況一般為幾安培到幾十安培，具體可參考圖1。
[0012]由于1kV線路發生單相接地故障后線路線電壓仍然正常，不影響用戶正常用電，而1kV線路考慮N-1條件運行時電流可達300安培左右(LGJ-240mm2)，當在特殊方式下或過載運行時電流可超過600安培，因此1kV線路單相接地故障電流很容易被淹沒，無法通過常規的線路保護實現1kV線路單相接地故障保護。
[0013]2、中性點接地系統下1kV線路單相接地故障分析
中性點接地系統下，1kV線路發生單相接地時，故障電流可經大地回到變壓器中性點形成回路，因此故障電流為單相接地短路電流，電流值可通過對稱分量法進行計算。
[0014]對稱分量法是電力系統分析中常用的分析不對稱故障的方法。主要思路是將不對稱的三相電流分解成為對稱的正序電流、負序電流和零序電流和。具體可見公式:
lA=Ial + Ia2+Ia0;
lB=Ibl + Ib2+Ib。= α 2IaI+ Q Ia2+Ia0;
Ic=Icl + Ic2+IcO= Q Ial+ Q l+IaO;
由此可得出線路的正序阻抗ΖΣ1、負序阻抗ΖΣ2和零序阻抗Z Σ。，線路發生單相接地故障時故障電流計算公式為:
If=U/ ΖΣ1+ ΖΣ2+ ΖΣ0；
按照1kV線路為1km架空導線(LGJ-240mm2)，在線路末端發生單相接地故障，短路電流約為1500安培，故障特征明顯，可通過線路饋線保護定值實現線路單相接地故障跳閘。
[0015]參照圖2，本方法下1kV線路單相接地故障處理流程 I)變電站綜自系統通過母線PT監測判斷母線單相接地。
[0016]2 )變電站綜自系統發出單相接地告警信號。
[0017]3)接地告警信號持續一段時間，運行人員判斷為永久性接地。
[0018]4)運行人員合上中性點接地開關，系統變為中性點直接接地系統。
[0019]5)發生單相接地線路保護動作跳開線路，單相接地告警信號消失。
[0020]6)運行人員斷開中性點接地開關，系統恢復中性點不接地運行。
[0021]本方法應用細節分析
在變電站內應用本方法還有些細節問題，現對其進行分析:
I) 1kV線路發生單相接地故障判斷
變電站母線電壓一相為零，另外兩相升高為線電壓。
[0022]2)單相接地故障保護
變電站1kV饋線保護裝置具備三段保護，分別為電流速斷保護、延時電流速斷保護和過電流保護，運行中只投入電流速斷保護、延時電流速斷保護。因此可利用已有的過電流保護實現饋線單相接地故障保護。
[0023]3)單相接地故障跳閘對饋線開關壽命影響
單相接地短路故障電流遠遠小于相間短路與三相短路故障電流，對饋線開關的壽命不會造成太大影響
4)單相接地故障跳閘對供電可靠性的影響
單相接地故障和短路故障同樣都是配電線路缺陷的體現，應及時進行處理，即使通過小電流接地選線裝置或試拉方法找出故障線路后仍然要停電進行故障查找及處理。本方法只在單相接地故障隔離時短時改變系統運行方式，不會影響不接地系統的可靠性。
[0024]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種1kV不接地系統單相接地故障處理方法，其特征在于包括以下步驟: 在變電站主變1kV側中性點處增加一組接地開關，正常運行時該接地開關處于斷開狀態； 當1kV線路發生單相接地故障后，合上接地開關，將1kV系統運行方式變為直接接地； 此時發生單相接地故障的1kV線路故障電流由電容電流變為單相接地故障電流，幅值明顯增大； 通過1kV線路保護動作將故障線路的饋線開關跳開，1kV線路單相接地故障排除； 再將接地開關斷開，1kV系統恢復不直接接地運行狀態。
【專利摘要】本發明公開了一種10kV不接地系統單相接地故障處理方法，其包括以下步驟：在變電站主變10kV側中性點處增加一組接地開關。當10kV線路發生單相接地故障后，合上接地開關。將10kV系統運行方式變為直接接地；此時發生單相接地故障的10kV線路故障電流由電容電流變為單相接地故障電流，幅值明顯增大。10kV線路單相接地故障排除后再將接地開關斷開。該方法實現了在不影響10kV不接地系統供電高可靠性的基礎上實現10kV配電線路單相接地故障自動跳閘，改變目前變電站10kV不直接接地系統發生單相接地故障后小電流接地選線系統準確率低而導致試拉負荷的現狀。
【IPC分類】H02H7/26
【公開號】CN105186470
【申請號】CN201510571030
【發明人】鄭蜀江, 王華云, 安義, 蔡木良, 潘建兵, 李博江, 劉蓓
【申請人】國網江西省電力科學研究院, 國家電網公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月10日