本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)繼電保護(hù)方法，具體為配電網(wǎng)發(fā)生斷線后基于正序電流突變比較的識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

配電網(wǎng)是直接面向用戶的供電網(wǎng)絡(luò),是電力系統(tǒng)的重要組成部分,配網(wǎng)的發(fā)展速度與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及人們的生活息息相關(guān)、密不可分。目前我國大部分城市采用的是10kv電壓等級(jí)向用戶供電。配電網(wǎng)中發(fā)生單相斷線和接地故障的概率最高，斷線故障會(huì)因線路落地而形成接地故障。目前我國配電網(wǎng)主要為小電流接地方式，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，為了提高供電可靠性，要求電網(wǎng)持續(xù)運(yùn)行1-2h。在這期間當(dāng)人員經(jīng)過事故點(diǎn)時(shí)，容易造成人身傷亡事故，嚴(yán)重威脅人民群眾的生命安全和電網(wǎng)運(yùn)行安全。

一直以來研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)都是小電流接地系統(tǒng)單相接地故障后的選線和區(qū)段定位問題，配電網(wǎng)的斷線和斷線接地問題沒有得到應(yīng)有的重視。但是配電網(wǎng)斷線和斷線接地故障由于雷擊等時(shí)常發(fā)生，在這種故障下，由于供電部門沒法及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，所以故障長期存在，成為人身安全的重大隱患。這幾年時(shí)常報(bào)道由于中壓配電網(wǎng)斷線和斷線接地故障沒有及時(shí)處理而導(dǎo)致的群眾觸電傷亡事故，該類事故的發(fā)生造成了嚴(yán)重的社會(huì)危害以及經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)給供電部門造成巨大的輿論壓力。因此有必要在變電站配置斷線識(shí)別裝置，以使斷線故障快速發(fā)現(xiàn)后得到處理，避免該類事故再次發(fā)生。本發(fā)明就是試圖用變電站的信息提供一種斷線識(shí)別的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明指出配電網(wǎng)的斷線存在4形式，分別為斷線不接地、斷線電源側(cè)接地、斷線負(fù)荷側(cè)接地以及斷線兩側(cè)都接地。對(duì)于斷線電源側(cè)接地故障以及斷線兩側(cè)都接地故障由傳統(tǒng)的小電流接地選線裝置解決，本發(fā)明專利解決的故障包括斷線不接地以及斷線負(fù)荷側(cè)接地故障。當(dāng)發(fā)生斷線不接地故障以及斷線負(fù)荷側(cè)接地故障后的故障特征為母線三相電壓中有一相升高，另外兩相降低，故障線路的電壓升高相電流變?yōu)?，正序電流變化大，健全線路三相電流基本保持不變。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

步驟一：在變電站采集母線的三相電壓以及每條出線的三相電流。

步驟二：通過fft算法提取母線三相電壓的工頻幅值。

步驟三：通過式（1）計(jì)算母線三相電壓幅值的突變量。

（1）

其中表示相電壓幅值的突變量，為故障后相電壓的幅值，表示故障前相電壓的幅值。

相電壓幅值的突變量大于0，表示相電壓升高，相電壓幅值的突變量小于0，表示降低。如果判斷出母線三相電壓有一相升高，另外兩相降低，則進(jìn)行步驟四，如果不是這種情況，則返回到步驟一重新計(jì)算。

步驟四：通過fft算法提出各出線三相電流的幅值，如果任意某條出線中電壓升高相的電流為0，則進(jìn)行步驟五，如果所有出線的電壓升高相電流都不為0，則重新從步驟一開始計(jì)算。

步驟五：根據(jù)式（2）計(jì)算每條出線的正負(fù)零序分量。

（2）

其中，，、、分別表示電流的正負(fù)零序分量，、、分別表示三相電流。

步驟六：通過式（3）計(jì)算正序電流的突變量。

（3）

其中表示正序電流，為故障時(shí)刻，t為工頻周期，m為整數(shù)；上述公式表示故障后m個(gè)周波的正序電流減去故障前m個(gè)周波的正序電流即可以得到正序電流突變量。

步驟七：比較所有出線正序電流突變量的大小，其中突變量最大的就是故障線路。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明基于正序電流突變比較的斷線識(shí)別方法不受配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式和斷線位置的影響，可以可靠識(shí)別斷線不接地故障以及斷線加負(fù)荷側(cè)接地故障。

附圖說明

圖1為10kv配電網(wǎng)仿真模型；

圖2為斷線不接地時(shí)4條出線正序電流突變量幅值；

圖3為斷線加負(fù)荷側(cè)接地時(shí)4條出線正序電流突變量幅值。

具體實(shí)施方式

圖1為基于pscad建立的10kv配電網(wǎng)仿真模型示意圖；該模型中，35kv變電站有兩回進(jìn)線，通過兩臺(tái)主變壓器配出的10kv系統(tǒng)為單母線形式；母線帶有4條主饋線，出線上各區(qū)段的編號(hào)如圖中所示。其中，區(qū)段1、3、5、10為電纜，區(qū)段2、9、11、12、13為架空絕緣線，區(qū)段4、6、7、8、14為架空裸導(dǎo)線。消弧線圈裝在所用變中性點(diǎn)上。開關(guān)k打開時(shí)，系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)；開關(guān)k閉合則為消弧線圈接地系統(tǒng)，過補(bǔ)償度取為10%。

各區(qū)段長度分別為：=5.1km，=4km，=3.8km，=7.5km，=4km，=10km，=0.1km，=3km，=4km，=3.2km，=10km，=5km，=3km，=7.5km。

電纜參數(shù)為：正序電阻=0.157/km，正序感抗=0.076/km，正序容納=s/km；零序電阻=0.307/km，零序感抗=0.304/km，零序容納=s/km。

架空絕緣線參數(shù)為：正序電阻=0.27/km，正序感抗=0.352/km，正序容納=s/km；零序電阻=0.42/km，零序感抗=3.618/km，零序容納=s/km。

區(qū)段7、8中裸導(dǎo)線參數(shù)為：正序電阻=0.91/km，正序感抗=0.403/km，正序容納=s/km；零序電阻=1.06/km，零序感抗=3.618/km，零序容納=s/km。

其它區(qū)段裸導(dǎo)線參數(shù)為：正序電阻=0.63/km，正序感抗=0.392/km，正序容納=s/km；零序電阻=0.78/km，零序感抗=3.593/km，零序容納=s/km。

兩臺(tái)主變參數(shù)分別為：容量=2mva，短路損耗=20.586kw，短路電壓百分?jǐn)?shù)=6.37%，空載損耗=2.88kw，空載電流百分?jǐn)?shù)=0.61%；容量=2mva，短路損耗=20.591kw，短路電壓百分?jǐn)?shù)=6.35%，空載損耗=2.83kw，空載電流百分?jǐn)?shù)=0.62%。

令各配電變壓器與所連接區(qū)段編號(hào)一致，則它們的容量分別為：=50kva，=500kva，=200kva，=1mva，=100kva，=1mva，=400kva，=630kva。為簡單起見，各配電變壓器所帶負(fù)荷統(tǒng)一為變壓器容量的80%，功率因數(shù)為0.85。

圖2為在不接地系統(tǒng)區(qū)段1的末端設(shè)置單相斷線不接地故障仿真得到的波形?？梢钥闯?，線路1的正序電流突變量最大，所以可以確定時(shí)線路1發(fā)生了斷線故障。

圖3為消弧線圈接地系統(tǒng)在區(qū)段4的首端設(shè)置單相斷線加負(fù)荷側(cè)接地故障仿真得到的波形?？梢钥闯?，線路4的正序電流突變量最大，所以可以確定時(shí)線路4發(fā)生了斷線故障。

綜上分析可以看出基于正序電流突變比較的斷線識(shí)別方法不受配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式和斷線位置的影響，可以可靠識(shí)別斷線不接地故障以及斷線加負(fù)荷側(cè)接地故障。