本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置及一種接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

目前中壓配電網(wǎng)接地方式通常根據(jù)接地電容電流大小的不同采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)或中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)。當(dāng)配電線路發(fā)生單相接地故障時，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)或經(jīng)消弧線圈系統(tǒng)無需切除故障，可以繼續(xù)運(yùn)行1.5到2小時，而中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)需立即切除故障，否則將造成小電阻裝置燒毀。

當(dāng)前中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)或者經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)饋供線路保護(hù)通常采用三段式過電流保護(hù)，中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)通常采用三段式電流保護(hù)和兩段式零序保護(hù)，線路單相故障保護(hù)由零序保護(hù)實現(xiàn)。由于饋供線路保護(hù)功能預(yù)先設(shè)定，若電網(wǎng)運(yùn)行方式變化造成系統(tǒng)接地方式發(fā)生變化，則饋供線路保護(hù)無法自動調(diào)整，可能造成以下后果：首先，配電網(wǎng)接地方式由中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)改為經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)，則發(fā)生單相接地故障后饋供線路保護(hù)無法動作，將由后備保護(hù)切除故障，故障切除范圍擴(kuò)大，切除時間變長，不利于供電可靠性及設(shè)備安全；其次，配電網(wǎng)接地方式由中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)改為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)或者經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，則發(fā)生單相接地故障后零序電流保護(hù)可能誤動，造成原本可以繼續(xù)運(yùn)行的情況發(fā)生跳閘，不利于配電網(wǎng)供電可靠性。

如圖1所示，正常運(yùn)行方式a站與b站獨(dú)立運(yùn)行，a站為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，饋供線路保護(hù)單相故障不跳閘；b站為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)，饋供線路保護(hù)單相故障零序過流保護(hù)動作跳閘。當(dāng)運(yùn)行方式調(diào)整為b站為電源點(diǎn)帶a站串供運(yùn)行，若a站線路(例如a1線)發(fā)生單相接地故障，則a1線饋供線路保護(hù)裝置無法動作切除故障，將延時由b1開關(guān)饋供線路保護(hù)切除故障。這樣原本可以由a1開關(guān)快速切除故障，結(jié)果需要b1開關(guān)經(jīng)一段時間延時方可切除故障，停電范圍也隨之?dāng)U大，會造成a站內(nèi)所有線路失去電源停電，嚴(yán)重影響a站的供電可靠性。

因此，當(dāng)接地方式發(fā)生改變時如何能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)饋供線路進(jìn)行保護(hù)成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提供一種接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置及一種接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

作為本發(fā)明的第一個方面，提供一種接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置，其中，所述接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置包括：

采集電路，所述采集電路用于分別采集當(dāng)前線路的電氣量特征，其中，所述電氣量特征包括當(dāng)前零序電流和當(dāng)前零序電壓；

判斷電路，所述判斷電路與所述采集電路連接，用于根據(jù)當(dāng)前線路中的所述電氣量特征判斷所述當(dāng)前線路的接地方式是否為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式；

零序過流保護(hù)電路，所述零序過流保護(hù)電路與所述判斷電路連接，用于當(dāng)所述當(dāng)前線路的接地方式為所述在中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式時，啟動零序過流保護(hù)并輸出控制信號以控制所述當(dāng)前線路的開關(guān)的關(guān)斷。

優(yōu)選地，所述判斷電路包括：零序電流值判斷電路，

所述零序電流值判斷電路用于判斷所述當(dāng)前零序電流是否大于第一閾值，當(dāng)所述當(dāng)前零序電流大于第一閾值時，確定當(dāng)前線路的接地方式為所述中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。

優(yōu)選地，所述第一閾值為10a。

優(yōu)選地，所述判斷電路包括：零序電流相位判斷電路，

所述零序電流相位判斷電路用于判斷所述當(dāng)前零序電流與所述當(dāng)前零序電壓的相位關(guān)系，當(dāng)所述當(dāng)前零序電流與所述當(dāng)前零序電壓同相位時，確定當(dāng)前線路的接線方式為所述中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。

優(yōu)選地，所述零序過流保護(hù)電路包括過流保護(hù)啟動電路和輸出控制電路，

所述過流保護(hù)啟動電路用于當(dāng)所述當(dāng)前零序電流大于啟動零序保護(hù)值時，啟動所述零序過流保護(hù)并發(fā)出輸出信號；

所述輸出控制電路與所述過流保護(hù)啟動電路連接，用于根據(jù)所述輸出信號輸出控制信號以控制所述當(dāng)前線路的開關(guān)的關(guān)斷。

作為本發(fā)明的第二個方面，提供一種接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)方法，其中，所述接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)方法包括：

分別采集當(dāng)前線路的電氣量特征，其中，所述電氣量特征包括當(dāng)前零序電流和當(dāng)前零序電壓；

根據(jù)當(dāng)前線路中的所述電氣量特征判斷所述當(dāng)前線路的接地方式是否為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式；

當(dāng)所述當(dāng)前線路的接地方式為所述在中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式時，啟動零序過流保護(hù)并輸出控制信號以控制所述當(dāng)前線路的開關(guān)的關(guān)斷。

優(yōu)選地，所述根據(jù)當(dāng)前線路中的所述電氣量特征判斷所述當(dāng)前線路的接地方式是否為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式的步驟包括：

判斷所述當(dāng)前零序電流是否大于第一閾值，當(dāng)所述當(dāng)前零序電流大于第一閾值時，確定當(dāng)前線路的接地方式為所述中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。

優(yōu)選地，所述根據(jù)當(dāng)前線路中的所述電氣量特征判斷所述當(dāng)前線路的接地方式是否為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式的步驟包括：

判斷所述當(dāng)前零序電流與所述當(dāng)前零序電壓的相位關(guān)系，當(dāng)所述當(dāng)前零序電流與所述當(dāng)前零序電壓同相位時，確定當(dāng)前線路的接線方式為所述中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。

優(yōu)選地，所述當(dāng)所述當(dāng)前線路的接地方式為所述在中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式時，啟動零序過流保護(hù)并輸出控制信號以控制所述當(dāng)前線路的開關(guān)的關(guān)斷的步驟包括：

當(dāng)所述當(dāng)前零序電流大于啟動零序保護(hù)值時，啟動所述零序過流保護(hù)并發(fā)出輸出信號；

根據(jù)所述輸出信號輸出控制信號以控制所述當(dāng)前線路的開關(guān)的關(guān)斷。

本發(fā)明提供的接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置及方法，通過采集電路采集到當(dāng)前電路的當(dāng)前零序電流和當(dāng)前零序電壓，判斷電路根據(jù)當(dāng)前零序電流和當(dāng)前零序電壓判斷出當(dāng)前電路的接地方式是否為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，當(dāng)為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式時，零序過流保護(hù)電路啟動零序過流保護(hù)功能，通過本發(fā)明提供的這種保護(hù)裝置及方法能夠根據(jù)電氣量特征自動識別電網(wǎng)線路的接地方式，然后根據(jù)接地方式進(jìn)行相應(yīng)的零序電流保護(hù)，解決了當(dāng)接地方式發(fā)生改變時不能對配電網(wǎng)饋供線路進(jìn)行保護(hù)的問題。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的線路接地方式示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明提供的零序保護(hù)啟用區(qū)示意圖。

圖4為本發(fā)明提供的接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置的工作原理圖。

圖5為本發(fā)明提供的接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)方法流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

作為本發(fā)明的第一個方面，提供一種接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置，如圖2所示，其中，所述接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置10包括：

采集電路100，所述采集電路100用于分別采集當(dāng)前線路的電氣量特征，其中，所述電氣量特征包括當(dāng)前零序電流和當(dāng)前零序電壓；

判斷電路110，所述判斷電路110與所述采集電路100連接，用于根據(jù)當(dāng)前線路中的所述電氣量特征判斷所述當(dāng)前線路的接地方式是否為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式；

零序過流保護(hù)電路120，所述零序過流保護(hù)電路120與所述判斷電路110連接，用于當(dāng)所述當(dāng)前線路的接地方式為所述在中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式時，啟動零序過流保護(hù)并輸出控制信號以控制所述當(dāng)前線路的開關(guān)的關(guān)斷。

本發(fā)明提供的接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置，通過采集電路采集到當(dāng)前電路的當(dāng)前零序電流和當(dāng)前零序電壓，判斷電路根據(jù)當(dāng)前零序電流和當(dāng)前零序電壓判斷出當(dāng)前電路的接地方式是否為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，當(dāng)為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式時，零序過流保護(hù)電路啟動零序過流保護(hù)功能，通過本發(fā)明提供的這種保護(hù)裝置能夠根據(jù)電氣量特征自動識別電網(wǎng)線路的接地方式，然后根據(jù)接地方式進(jìn)行相應(yīng)的零序電流保護(hù)，解決了當(dāng)接地方式發(fā)生改變時不能對配電網(wǎng)饋供線路進(jìn)行保護(hù)的問題。

作為所述判斷電路110的一種具體實施方式，所述判斷電路110包括：零序電流值判斷電路，所述零序電流值判斷電路用于判斷所述當(dāng)前零序電流是否大于第一閾值，當(dāng)所述當(dāng)前零序電流大于第一閾值時，確定當(dāng)前線路的接地方式為所述中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。

具體地，中性點(diǎn)接地方式非故障線路零序電流通常較小，故障線路零序電流通常較大，但通常不超過所述第一閾值，否則規(guī)程規(guī)定需改為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式單相故障下故障線路零序電流很小(中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈運(yùn)行在略過補(bǔ)償狀態(tài)下)，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式單相故障下非故障線路零序電流量值不確定，通常較小，通常不大于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈額定電流，中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式下零序電流較大。

優(yōu)選地，所述第一閾值為10a。

作為所述判斷電路110的另一種具體地實施方式，所述判斷電路110包括：零序電流相位判斷電路，所述零序電流相位判斷電路用于判斷所述當(dāng)前零序電流與所述當(dāng)前零序電壓的相位關(guān)系，當(dāng)所述當(dāng)前零序電流與所述當(dāng)前零序電壓同相位時，確定當(dāng)前線路的接線方式為所述中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。

具體地，中性點(diǎn)不接地方式單相故障下故障線路零序電流滯后零序電壓約90°，非故障線路零序電流超前零序電壓約90°；中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式故障線路、非故障線路均為零序電流超前零序電壓約90°；中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)零序電流與零序電壓同相位。

作為所述零序過流保護(hù)電路的具體實施方式，所述零序過流保護(hù)電路120包括過流保護(hù)啟動電路和輸出控制電路，所述過流保護(hù)啟動電路用于當(dāng)所述當(dāng)前零序電流大于啟動零序保護(hù)值時，啟動所述零序過流保護(hù)并發(fā)出輸出信號；所述輸出控制電路與所述過流保護(hù)啟動電路連接，用于根據(jù)所述輸出信號輸出控制信號以控制所述當(dāng)前線路的開關(guān)的關(guān)斷。

需要說明的是，為了增強(qiáng)線路的可靠性，通常在所述零序過流保護(hù)電路120與開關(guān)之間設(shè)置出口回路，所述出口回路能夠增強(qiáng)饋供線路的抗干擾能力，從而提高饋供線路的可靠性。

還需要說明的是，所述零序過流保護(hù)電路120通常還包括繼電器，所述輸出控制電路輸出的控制信號能夠控制所述繼電器的導(dǎo)通，所述繼電器導(dǎo)通后能夠?qū)⑺隹刂菩盘杺鬏斨了霎?dāng)前線路的開關(guān)處，從而控制所述開關(guān)的關(guān)斷。

作為所述過流保護(hù)啟動電路的具體實施方式，當(dāng)開啟了所述零序過流保護(hù)時所述零序電流需滿足下述條件：

(1)i0＞iqdh，

其中，i0為所述零序電流，iqdh為所述啟動零序保護(hù)值，iqdh的值的選取對于所述中性點(diǎn)不接地方式一般取15a，對于所述中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式一般取1.05倍消弧線圈額定電流。若電網(wǎng)中存在多種可能的運(yùn)行方式，則按照1.05倍最大容量消弧線圈額定電流選取。

(2)i0＞i0ezd且

其中，i0為所述零序電流，i0ezd為所述中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式下饋供線路保護(hù)最末端零序保護(hù)值，u0為所述零序電壓。相應(yīng)的零序保護(hù)啟用區(qū)如圖3所不。

另外，如圖4所示為所述接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置的工作原理圖，當(dāng)所述當(dāng)前線路的接地方式發(fā)生改變時，可以由預(yù)定條件判斷接地方式從而確定零序保護(hù)的投入與退出。

具體地，如圖4所示，三段式過電流保護(hù)按現(xiàn)場需求進(jìn)行投入，若發(fā)生相間短路故障，則運(yùn)用三段式過流電流保護(hù)切除故障；零序保護(hù)可以選擇固定投入或者自適應(yīng)投入：(1)固定投入，用于所述接地方式為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，發(fā)生單相故障后零序保護(hù)動作切除故障；(2)自適應(yīng)投入，則發(fā)生單相故障后，所述接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置自動進(jìn)行接地方式識別，若識別為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式則自動投入零序保護(hù)切除故障，若識別為中性點(diǎn)不接地方式或者中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式則零序保護(hù)不投入。

作為本發(fā)明的第二個方面，如圖5所示，提供一種接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)方法，其中，所述接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)方法包括：

s110、分別采集當(dāng)前線路的電氣量特征，其中，所述電氣量特征包括當(dāng)前零序電流和當(dāng)前零序電壓；

s120、根據(jù)當(dāng)前線路中的所述電氣量特征判斷所述當(dāng)前線路的接地方式是否為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式；

s130、當(dāng)所述當(dāng)前線路的接地方式為所述在中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式時，啟動零序過流保護(hù)并輸出控制信號以控制所述當(dāng)前線路的開關(guān)的關(guān)斷。

本發(fā)明提供的接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)方法，通過采集到當(dāng)前電路的當(dāng)前零序電流和當(dāng)前零序電壓，根據(jù)當(dāng)前零序電流和當(dāng)前零序電壓判斷出當(dāng)前電路的接地方式是否為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，當(dāng)為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式時，啟動零序過流保護(hù)功能，通過本發(fā)明提供的這種保護(hù)方法能夠根據(jù)電氣量特征自動識別電網(wǎng)線路的接地方式，然后根據(jù)接地方式進(jìn)行相應(yīng)的零序電流保護(hù)，解決了當(dāng)接地方式發(fā)生改變時不能對配電網(wǎng)饋供線路進(jìn)行保護(hù)的問題。

作為一種具體地實施方式，所述根據(jù)當(dāng)前線路中的所述電氣量特征判斷所述當(dāng)前線路的接地方式是否為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式的步驟包括：

判斷所述當(dāng)前零序電流是否大于第一閾值，當(dāng)所述當(dāng)前零序電流大于第一閾值時，確定當(dāng)前線路的接地方式為所述中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。

作為另一種具體地實施方式，所述根據(jù)當(dāng)前線路中的所述電氣量特征判斷所述當(dāng)前線路的接地方式是否為中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式的步驟包括：

判斷所述當(dāng)前零序電流與所述當(dāng)前零序電壓的相位關(guān)系，當(dāng)所述當(dāng)前零序電流與所述當(dāng)前零序電壓同相位時，確定當(dāng)前線路的接線方式為所述中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。

具體地，所述當(dāng)所述當(dāng)前線路的接地方式為所述在中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式時，啟動零序過流保護(hù)并輸出控制信號以控制所述當(dāng)前線路的開關(guān)的關(guān)斷的步驟包括：

當(dāng)所述當(dāng)前零序電流大于啟動零序保護(hù)值時，啟動所述零序過流保護(hù)并發(fā)出輸出信號；

根據(jù)所述輸出信號輸出控制信號以控制所述當(dāng)前線路的開關(guān)的關(guān)斷。

關(guān)于接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)方法的具體實施方式可以參照前文中關(guān)于接地方式自識別的配電網(wǎng)饋供線路保護(hù)裝置的描述，此處不再贅述。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。