專利名稱：配電線路相間短路故障以及單相接地故障的檢測方法
技術領域：
本發明涉及配電技術領域，具體講是一種配電線路相間短路故障以及單相接地故障的檢測方法。
背景技術：
配電網絡是城市和農村供電的載體，配電網絡的穩定性和安全性，直接關系到千家萬戶的供電安全，具有重要的經濟價值和社會意義。配電網絡中的配電線路大部分是采用架空線路，目前配電架空線路上，運行參數一般都是通過變電站內饋線開關和線路上安裝的帶有智能控制器的柱上開關來獲得，由于配電線路是最容易發生故障的系統之一，相間短路故障和單相接地故障也是配電線路故障中最常見的故障形式。目前的相間短路故障一般通過檢測線路運行的最大電流作為判定依據，當檢測到線路中的最大電流超過某設定值時，便判斷為相間短路故障，這種檢測方法，當線路的繼電保護整定值改動或者線路的用電負荷增加后，就需要重新設定該設定值，這樣原來的檢測單元就不再適用原有線路，適用性較差。目前的單相接地故障的檢測一般是利用故障指示器或FTU檢測單相接地故障，它有以下幾種方法( I)零序電流法這種檢測方法只適用于中性點不接地系統。(2)電容電流法它通過檢測電容電流的變化方式,來檢測單相接地,該方法缺點為，對傳感器測量精度要求高，可靠性差，難以適應結構復雜的網絡。(3)首半波法利用在發生單相接地瞬間，故障線路的電容電流和電壓首半波的幅值和方向與正常情況下不同來進行判斷。這種方法的缺點是，前提條件是故障發生在相電壓接近最大值瞬間，理論上有“死區”。(4)5次諧波法由于5次諧波信號含量小、波動大，該方法可靠性差。(5)注入信號法發生永久性接地故障后利用暫時閑置的電壓互感器注入一定頻率的交流信號電流，通過檢測故障線路中注入信號的路徑和特征來實現故障定位。該方法取得了一定程度的應用，但存在以下缺點接地電阻較大時線路上分布電容會對注入的信號分流，降低檢測靈敏度和可靠性；需設計專用的大功率信號發生器，硬件成本高；受系統固有諧波干擾大。
發明內容
本發明的目的是，克服現有的技術缺陷，提供一種適用性較廣，檢測靈敏度高，可靠性好的配電線路相間短路故障以及單相接地故障的檢測方法。本發明提供的技術方案是本發明提供一種配電線路相間短路故障以及單相接地故障的檢測方法，它包括以下步驟在線路中設置檢測器分別檢測三相線路中的電流1、電容電流Ic以及各相線路的線電壓U ；
若某相線路中的電流I大于等于300A，且持續時間在O. 02秒到3秒之間，且從電流I大于等于300A時起，3秒后I等于0，上述三個條件均滿足時，則判斷該位置的該相線路之后出現短路故障；若某相線路中的電容電流Ic突然變為穩態電容電流Id的2. 5到3. 5倍之間，且該相線路的線電壓U降低3KV以上，且該相線路的電流I不為0，上述三個條件均滿足時，則判斷該位置的該相線路之后出現單相接地故障。所述穩態電容電流H= (2. 7 3. 3) ULX y其中U為線電壓，單位為KV，L為架空線路長度，單位為KM，Id單位為A。系數2. 7，用于無架空地線的線路，系數3. 3適用于有架空地線的線路。所述檢測器檢測三相線路中的電容電流Ic，時，每隔20ms采集一次電流。這是因為在消弧線圈接地系統中，電容電流接近于零，由于消弧線圈的啟動需要一定時間，因此采用每隔20ms采集一次電流，在消弧線圈啟動前存儲記憶電流的變化值，這樣就可以適應消弧線圈接地系統。采用本發明檢測方法后具有以下優點本發明的相間短路檢測不是采用最大電流作為判定依據，而是采用突變電流作為判定依據，這樣即使線路的繼電保護整定值改動或者用電負荷增加導致最大電流發生改變，也可以適用本發明所述方法，適用性更廣。本發明中的單相接地故障檢測方法采用檢測暫態電容電流的方法，暫態電容電流約為穩態電容電流的3倍，而架空線路中的穩態電容電流的電流值較小，一般IOKV母線上長度為45KM的架空線路上會產生IA的穩態電容電流，這樣暫態電容電流就約為3A，這樣檢測器中接地檢測電容電流啟動值采用IA即可，啟動值大大降低，適用范圍更廣，而且只需要檢測電容電流值，以及線電壓和電流這三個參數即可，不受勵磁涌流、高次諧波、電流撥動，尤其是電纜分布電容旁路的影響，檢測準確、靈敏度高，可靠性高。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做詳細說明本發明提供一種配電線路相間短路故障以及單相接地故障的檢測方法，它包括以下步驟在線路中設置檢測器分別檢測三相線路中的電流1、電容電流Ic以及各相線路的線電壓U;每個檢測器分為三個檢測終端，分別設在三相線路中，每個檢測終端內置電流互感器、電壓互感器和單片機來檢測線路中的電流1、線電壓U以及電容電流1C。若某相線路中的電流I大于等于300A，且持續時間在O. 02秒到3秒之間，且從電流I大于等于300A時起，3秒后I等于0，上述三個條件均滿足時，則判斷該位置的該相線路之后出現短路故障；配電線路發生相間短路時，相當于兩個電源直接短接，此時變電站和故障點之間的回路上會流過很大的電流，同時變電所的繼電保護裝置會按照設定規則啟動保護，使得線路跳閘斷電，因此線路中會出現300A以上的突變電流，該突變電流持續時間不超過3秒，且3秒后該線路處在停電狀態。以上3個條件都滿足，則檢測終端判斷該位置的線路出現短路故障。若某相線路中的電容電流Ic突然變為穩態電容電流Id的2. 5到3. 5倍之間，且該相線路的線電壓U降低3KV以上，且該相線路的電流I不為0，上述三個條件均滿足時，則判斷該位置的該相線路之后出現單相接地故障。線路發生單相接地時，會出現線路對地的分布電容放電電流，接地線路的電壓下降，以及該線路的零序電流大，因此若線路中出現突然增大的暫態電容電流，即電容電流Ic突然變為穩態電容電流Id的2. 5到3. 5倍之間，且該線路接地電壓突然下降，并且接地線路仍然處在供電狀態，則則檢測終端判斷該位置后的線路出現單相接地故障。所述穩態電容電流H= (2. 7 3. 3) ULX ^5其中U為線電壓，單位為KV，L為架空線路長度，單位為KM，Id單位為A。系數2. 7，用于無架空地線的線路，系數3. 3適用于有架空地線的線路。所述檢測器檢測三相線路中的電容電流Ic，時，每隔20ms采集一次電流。這是因為在消弧線圈接地系統中，電容電流接近于零，由于消弧線圈的啟動需要一定時間，因此采 用每隔20ms采集一次電流，在消弧線圈啟動前存儲記憶電流的變化值，這樣就可以適應消弧線圈接地系統。
權利要求
1.一種配電線路相間短路故障以及單相接地故障的檢測方法，其特征在于它包括以下步驟 在線路中設置檢測器分別檢測三相線路中的電流1、電容電流IC以及各相線路的線電壓U; 若某相線路中的電流I大于等于300A，且持續時間在O. 02秒到3秒之間，且從電流I大于等于300A時起，3秒后I等于0，上述三個條件均滿足時，則判斷該位置的該相線路之后出現短路故障； 若某相線路中的電容電流Ic突然變為穩態電容電流Id的2. 5到3. 5倍之間，且該相線路的線電壓U降低3KV以上，且該相線路的電流I不為0，上述三個條件均滿足時，則判斷該位置的該相線路之后出現單相接地故障。
2.根據權利要求1所述的配電線路相間短路故障以及單相接地故障的檢測方法，其特征在于所述穩態電容電流Id= (2. 7 3. 3) ULX d其中U為線電壓，單位為KV，L為架空線路長度，單位為KM，Id單位為A。
3.根據權利要求1所述的配電線路相間短路故障以及單相接地故障的檢測方法，其特征在于所述檢測器檢測三相線路中的電容電流Ic，時，每隔20ms采集一次電流。
全文摘要
本發明提供一種配電線路相間短路故障以及單相接地故障的檢測方法，本發明的相間短路檢測采用突變電流作為判定依據，這樣即使線路的繼電保護整定值改動或者用電負荷增加導致最大電流發生改變，也可以適用本發明所述方法，適用性更廣。本發明中的單相接地故障檢測方法采用檢測暫態電容電流的方法，啟動值大大降低，適用范圍更廣，而且檢測準確、靈敏度高，可靠性高。
文檔編號G01R31/02GK102998582SQ20121046445
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者王激華, 謝狄輝, 王斌, 彭家從, 林曉彬, 嚴偉斌 申請人:寧海縣供電局, 國家電網公司