本發(fā)明涉及一種高準確率的消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地選線方法。

背景技術：

在我國，6～35kV中壓配電網(wǎng)系統(tǒng)大部分采用中性點不直接接地方式，稱為小電流接地系統(tǒng)。配電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障的幾率約占故障總量的80％。小電流接地系統(tǒng)中，單相接地對電網(wǎng)威脅不大，可以繼續(xù)運行1～2h。我國的配電網(wǎng)系統(tǒng)中性點接線方式有：中性點不接地方式、中性點經(jīng)小電阻接地方式、中性點經(jīng)消弧線圈接地方式。隨著電網(wǎng)建設的發(fā)展，配電網(wǎng)輸電線路越來越長，電纜應用越來越多，使得線路的對地電容增大。若僅采用中性點不接地方式，則故障點的短路電流增大會不利于滅弧，并對設備絕緣形成更大的威脅。消弧線圈接地系統(tǒng)能有效降低故障點的接地電流，但同時也減弱了利用這些信息量來選擇故障線路裝置的靈敏性和選擇性，影響了供電的可靠性。小電阻接地系統(tǒng)，能準確快速的切除單相接地故障線路，但減小供電可靠性。

現(xiàn)階段，配電網(wǎng)單相接地故障后，一般采用“拉路法”，調(diào)控員根據(jù)運行經(jīng)驗結(jié)合線路長度、有無重要負荷等參數(shù)，對母線各出線進行逐條試拉。該方法的選線準確率很低，使停電范圍擴大，并需要根據(jù)停電范圍做出相應的工單處置，降低了供電可靠性，增加了工單數(shù)量，甚至造成不必要的投訴。因此，如何在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，快速準確的確定故障線路，對加速線路故障的排除，提高運行可靠性，減少因為停電造成的綜合經(jīng)濟損失，保證向電力用戶的連續(xù)供電，具有十分重要的作用。目前，市場上的接地選線裝置多采用對故障線路的小信號分析方法，受系統(tǒng)擾動大，特別對于消弧線圈接地系統(tǒng)，故障線路的接地電流更加不明顯，準確率并不高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高準確率的消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地選線方法，能夠有效解決目前消弧線圈接地系統(tǒng)選線準確率低的問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：一種高準確率的消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地選線方法，包括以下步驟：

A、在消弧線圈兩端并聯(lián)一個接地電阻和斷路器構成的串聯(lián)回路，正常運行時，所述斷路器處于合位狀態(tài)；

B、在沒有零序電流互感器的變電站母線各出線上加裝零序電流互感器；

C、利用變電站現(xiàn)有微機保護裝置采集上述零序電流互感器的零序電流，并投入零序電流保護，該保護只發(fā)信不出口，單相接地時，故障線路流過的零序電流增大，當流過的零序電流大于整定值I_zd0時，經(jīng)整定時間T1后發(fā)出故障信號，確定故障線路；

D、利用變電站現(xiàn)有微機保護裝置采集母線壓變的零序電壓，單相接地時，零序電壓升高，當零序電壓升高到一定值，判斷為單相接地U_zd0，并經(jīng)時間T2后出口跳閘步驟A中的斷路器。

優(yōu)選的，步驟C中的時間T1小于步驟D中的時間T2。

優(yōu)選的，所述步驟A中接地電阻R的選取應滿足：

其中U_N0為單相接地時中性點電壓，根據(jù)短時運行的條件不同，k的取值不同，S_e為接地變額定容量，接地變短路容量I₀為單相接地時流過接地變中性點電流，I_Lmin為消弧線圈最小檔位電流。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：正常運行方式下，消弧線圈兩端并聯(lián)的接地電阻，增大了電網(wǎng)的阻尼率，減少了所述消弧線圈接地系統(tǒng)中性點電壓，滿足正常運行要求。單相接地時，接地電阻流過零序有功分量，增大了故障線路上流過的零序電流，提高了微機保護裝置的靈敏度，提高了選線的準確率。只要接地電阻的阻值和零序保護整定值設置合理，理論上準確率可達100％。兩相接地短路和三相接地短路時，由于接地電阻的存在，相當于并聯(lián)了一條零序有功分量的通路，使故障時故障電流增大，提高了繼電保護裝置的靈敏度。兩相非接地短路和三相非接地短路時，不產(chǎn)生零序分量，因此接地電阻的存在，對該兩種故障無影響。當單相接地故障出現(xiàn)在各出線上時，故障線路的零序電流保護發(fā)出的故障信號，電力調(diào)控員在通知配網(wǎng)搶修中心做好停電信息和工單編制后，在接地電阻還未被斷路器斷開的情況下，及時拉開故障線路，接地信號消失，接地電阻將繼續(xù)接入系統(tǒng)運行；當單相接地故障出現(xiàn)在母線上時，各出線的零序電流保護將不會發(fā)出故障信號，此時接地電阻將在整定時間之后被斷路器斷開，退出運行。

在現(xiàn)有變電站的基礎上，改造簡單，在不影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的情況下，極大提高了選線準確率，減小了選線錯誤所造成的經(jīng)濟損失，保證了向電力用戶的連續(xù)供電。

附圖說明

圖1為本發(fā)明應用在某變電站的實施例接線圖；

圖2為根據(jù)IEEE C62.92.3標準列出的短時容量與額定容量換算表；

圖3為某出線單相接地時接地電阻電流I_R和消弧線圈電流I_L波形；

圖4為某出線單相接地時接地變中性點電流I₀和故障線路零序電流I_L0波形；

圖5為接地發(fā)生后接地電阻運行和斷開時接地變中性點的電壓。

具體實施方式

為本發(fā)明一種高準確率的消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地選線方法的實施例，在某110kV變電站的基礎上，按圖1的接線圖，包括以下步驟：

A、在消弧線圈兩端并聯(lián)一個接地電阻和斷路器構成的串聯(lián)回路，正常運行時，所述斷路器處于合位狀態(tài)；

B、在變電站10kV母線各出線上加裝零序電流互感器，已有零序電流互感器的線路上無需再加裝；

C、利用變電站現(xiàn)有微機保護裝置采集上述零序電流互感器的零序電流，并投入零序電流保護，該保護只發(fā)信不出口。單相接地時，故障線路流過的零序電流增大，當所述零序電流大于整定值I_zd0＝40A(一次側(cè))時，經(jīng)整定時間T1＝1S后發(fā)出故障信號，確定故障線路；

D、微機保護裝置采集10kV母線壓變的零序電壓，單相接地時，零序電壓升高，當零序電壓升高到一定值U_zd0＝60V時，判斷為單相接地，并經(jīng)時間T2＝10分鐘后出口跳閘1中所述斷路器。

接地電阻應滿足零序電流保護靈敏度的要求和接地變短路容量的要求。具體計算方法如下:

A、滿足零序電流保護靈敏度的要求

單相接地時，近似認為中性點電壓U_N0等于相電壓，即6kV。則有

B、滿足接地變短路容量的要求

該變電站采用的接地變型號為DKSC-630/80/10.5，額定容量為630kVA。如果在接地情況下，允許接地電阻能夠繼續(xù)保持運行2h，根據(jù)圖2短時容量與額定容量換算表可知，k取1.4。該變電站消弧線圈型號為XHDCZ-500/10.5，在最低檔位時電流為20A，因此有

為了避免在不完全接地時，中性點電壓過低而使零序有功電流太小，而達不到零序電流整定值，接地電阻R應盡量小，取R＝60Ω。

如圖3所示某出線單相接地時接地電阻電流I_R和消弧線圈電流I_L波形，在t1時刻發(fā)生單相接地故障時，消弧線圈中流過感性電流對系統(tǒng)電容電流進行補償，電阻中流過零序有功電流，以提高零序電流保護的靈敏度。

如圖4所示為某出線單相接地時接地變中性點電流I₀和故障線路零序電流I_L0波形，在t1時刻發(fā)生單相接地故障，由于接地電阻的存在，故障線路零序電流增大至56.6A，滿足零序電流保護靈敏度要求，從圖3中也可以看出，接地變中性點電流約為60.1A，短時容量為363.7kVA，滿足接地變長期運行條件。t2時刻故障線路被拉開，接地變中性點電流I₀和故障線路零序電流I_L0恢復到正常運行水平。

如圖5所示為接地發(fā)生后接地電阻運行和斷開時接地變中性點的電壓，在t1時刻單相接地發(fā)生，接地電阻處運行狀態(tài)，t2時刻，接地電阻退出運行，從圖中可以看出，接地發(fā)生后，在接地電阻運行時中性點電壓明顯低于接地電阻退出運行時，因此在消弧線圈兩端并聯(lián)接地電阻能夠降低中性點電壓水平。

從上述實施例可以看出，本發(fā)明應用在現(xiàn)有變電站的基礎上，改造簡單，在不影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的情況下，極大提高了選線準確率，減小了選線錯誤所造成的經(jīng)濟損失，保證了向電力用戶的連續(xù)供電。

以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的技術特征并不局限于此，任何本領域的技術人員在本發(fā)明的領域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。