基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护方法

摘要

本申请实施例提供了一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护方法，所述方法包括：判断当前系统是否发生单相接地故障；如果是，则按照获得故障点的接地电流为零的规则，确定可控电压源补偿装置的输出电压和输出电流；在预设补偿时间之后，检测单相接地故障是否被消除；如果否，则提高所述可控电压源补偿装置的输出电流至预设输出电流值；在所述预设输出电流值下，获取当前线路前端的零序电流和所述当前线路后端的零序电流；如果所述当前线路前端的零序电流与所述当前线路后端的零序电流的差值大于预设电流差值，则断开所述当前线路的断路器。

权利要求

1.一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护方法，其特征在于，所述方法包括：判断当前系统是否发生单相接地故障；

如果是，则按照获得故障点的接地电流为零的规则，确定可控电压源补偿装置的输出电压和输出电流；

在预设补偿时间之后，检测单相接地故障是否被消除；

如果否，则提高所述可控电压源补偿装置的输出电流至预设输出电流值；

在所述预设输出电流值下，获取当前线路前端的零序电流和所述当前线路后端的零序电流；

如果所述当前线路前端的零序电流与所述当前线路后端的零序电流的差值大于预设电流差值，则断开所述当前线路的断路器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设输出电流值为所述可控电压源补偿装置的输出电流的四倍。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设电流差值为所述可控电压源补偿装置的输出电流的二倍。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设补偿时间为1s-3s。

5.一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护装置，其特征在于，所述装置包括：判断单元，用于判断当前系统是否发生单相接地故障；

确定单元，用于如果是，则按照获得故障点的接地电流为零的规则，确定可控电压源补偿装置的输出电压和输出电流；

检测单元，用于在预设补偿时间之后，检测单相接地故障是否被消除；

提高单元，用于如果否，则提高所述可控电压源补偿装置的输出电流至预设输出电流值；

获取单元，用于在所述预设输出电流值下，获取当前线路前端的零序电流和所述当前线路后端的零序电流；

控制单元，用于如果所述当前线路前端的零序电流与所述当前线路后端的零序电流的差值大于预设电流差值，则断开所述当前线路的断路器。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预设输出电流值为所述可控电压源补偿装置的输出电流的四倍。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预设电流差值为所述可控电压源补偿装置的输出电流的二倍。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预设补偿时间为1s-3s。

说明书

基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护方法

技术领域

[0001] 本申请涉及配电网单相接地定位及保护领域，尤其涉及一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护方法。

背景技术

[0002] 电网系统中，尤其是中低压配电网系统中，单相接地故障占故障总数的绝对多数。中低压配电网的中性点接地方式主要有中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地方式和中性点经小电阻接地方式。中性点不接地方式下，接地电流没有得到补偿并带故障运行，存在人身触电风险；中性点经消弧线圈接地方式下，消弧线圈在单相接地后补偿接地容流，能够熄灭接地电弧，系统可带故障运行，但接地点仍存在一定接地残流，仍存在人身触电风险；中性点经小电阻接地方式下，通过继电保护装置的线路零序保护跳开接地线路，供电可靠性不能保障，且中性点经小电阻接地方式下，当发生高阻接地时，由于故障电流较金属性接地大大减小，不足以启动线路零序保护，往往引起故障进一步的发展，会给电网系统带来更大的危害。

发明内容

[0003] 本申请提供了一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护方法，能够准确判断故障位置，并保证线路安全。

[0004] 本申请第一方面提供了一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护方法，所述方法包括：

[0005] 判断当前系统是否发生单相接地故障；

[0006] 如果是，则按照获得故障点的接地电流为零的规则，确定可控电压源补偿装置的输出电压和输出电流；

[0007] 在预设补偿时间之后，检测单相接地故障是否被消除；

[0008] 如果否，则提高所述可控电压源补偿装置的输出电流至预设输出电流值；

[0009] 在所述预设输出电流值下，获取当前线路前端的零序电流和所述当前线路后端的零序电流；

[0010] 如果所述当前线路前端的零序电流与所述当前线路后端的零序电流的差值大于预设电流差值，则断开所述当前线路的断路器。

[0011] 可选地，所述预设输出电流值为所述可控电压源补偿装置的输出电流的四倍。

[0012] 可选地，所述预设电流差值为所述可控电压源补偿装置的输出电流的二倍。

[0013] 可选地，所述预设补偿时间为1s-3s。

[0014] 本申请第二方面提供了一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护装置，所述装置包括：

[0015] 判断单元，用于判断当前系统是否发生单相接地故障；

[0016] 确定单元，用于如果是，则按照获得故障点的接地电流为零的规则，确定可控电压源补偿装置的输出电压和输出电流；

[0017] 检测单元，用于在预设补偿时间之后，检测单相接地故障是否被消除；

[0018] 提高单元，用于如果否，则提高所述可控电压源补偿装置的输出电流至预设输出电流值；

[0019] 获取单元，用于在所述预设输出电流值下，获取当前线路前端的零序电流和所述当前线路后端的零序电流；

[0020] 控制单元，用于如果所述当前线路前端的零序电流与所述当前线路后端的零序电流的差值大于预设电流差值，则断开所述当前线路的断路器。

[0021] 可选地，所述预设输出电流值为所述可控电压源补偿装置的输出电流的四倍。

[0022] 可选地，所述预设电流差值为所述可控电压源补偿装置的输出电流的二倍。

[0023] 可选地，所述预设补偿时间为1s-3s。，以解决现有的问题。

[0024] 由以上技术可知，本申请提供了一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护方法，所述方法包括：判断当前系统是否发生单相接地故障；如果是，则按照获得故障点的接地电流为零的规则，确定可控电压源补偿装置的输出电压和输出电流；在预设补偿时间之后，检测单相接地故障是否被消除；如果否，则提高所述可控电压源补偿装置的输出电流至预设输出电流值；在所述预设输出电流值下，获取当前线路前端的零序电流和所述当前线路后端的零序电流；如果所述当前线路前端的零序电流与所述当前线路后端的零序电流的差值大于预设电流差值，则断开所述当前线路的断路器。本申请所提供的定位及保护方法中，可控电压源连接在系统中性点与地之间，当系统发生单相接地时，根据实际需要可控电压源对接地故障进行接地电流全补偿，如果在可控电压源全补偿规定时间内接地故障未消除，则通过调整输出电流，计算线路前后端的零序电流差值，进而准确判断故障位置，并启动线路保护装置跳开接地线路。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0026] 图1为本申请实施例提供的一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护方法的流程图；

[0027] 图2为本申请实施例提供的一种基于可控电压源的柔性接地控制方法的电气回路示意图；

[0028] 图3为本申请实施例提供的一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护装置的结构示意图。

具体实施方式

[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0030] 请参阅图1，为本申请实施例提供的一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护方法的流程图。

[0031] 本申请实施例提供了一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护方法，所述方法包括：

[0032] 步骤101、判断当前系统是否发生单相接地故障；

[0033] 步骤102、如果是，则按照获得故障点的接地电流为零的规则，确定可控电压源补偿装置的输出电压和输出电流；

[0034] 步骤103、在预设补偿时间之后，检测单相接地故障是否被消除；

[0035] 步骤104、如果否，则提高所述可控电压源补偿装置的输出电流至预设输出电流值；

[0036] 步骤105、在所述预设输出电流值下，获取当前线路前端的零序电流和所述当前线路后端的零序电流；

[0037] 步骤106、如果所述当前线路前端的零序电流与所述当前线路后端的零序电流的差值大于预设电流差值，则断开所述当前线路的断路器。

[0038] 本申请所提供的定位及保护方法中，可控电压源连接在系统中性点与地之间，当系统发生单相接地时，根据实际需要可控电压源对接地故障进行接地电流全补偿，如果在可控电压源全补偿规定时间内接地故障未消除，则通过调整输出电流，计算线路前后端的零序电流差值，进而准确判断故障位置，并启动线路保护装置跳开接地线路。

[0039] 请参阅图2，为本申请实施例提供的一种基于可控电压源的柔性接地控制方法的电气回路示意图。

[0040] 由图示可知，以A相发生单相接地为例：当系统出现单相接地故障时，可控电压源补偿装置输出电压U0x，输出电流I0x，使得可控电压源补偿装置输出电流与发生单相接地故障系统的零序电流的差值ΔI＝I0-I0x≈0，实现接地故障全补偿操作。

[0041] 其中，ΔI代表可控电压源补偿装置输出电流与接地故障系统的零序电流的差值；I0代表系统单相接地故障的零序电流；I0x代表可控电压源补偿装置的输出电流。

[0042] 当系统在实现全补偿后的预设补偿时间之后，若可控电压源补偿装置检测到接地故障消失，则该装置进行停机操作；若装置检测到接地故障依然存在，则可控电压源保持可控电压源补偿装置的输出电压相位不变，降低输出电压幅值，直到可控电压源输出电流达到预设输出电流值。

[0043] 智能控制单元检测到的线路前后端的零序电流会因为接地故障的影响，而导致差异。分设于线路前后两端附近的智能控制单元之间相互通讯，判断前后端的零序电流差值是否超过预设电流差值。例如，智能控制单元1与智能控制单元2所检测到的零序电流的差值超过预设电流差值，则智能控制单元1控制断路器S1动作，使得接地故障与系统隔离，而由于智能控制单元2和智能控制单元3之间的零序电流差值小于2I0x，则无需动作。

[0044] 进一步地，所述预设输出电流值为所述可控电压源补偿装置的输出电流的四倍。

[0045] 进一步地，所述预设电流差值为所述可控电压源补偿装置的输出电流的二倍。

[0046] 进一步地，所述预设补偿时间为1s-3s。

[0047] 请参阅图3，为本申请实施例提供的一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护装置的结构示意图。

[0048] 本申请提供了一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护装置，所述装置包括：

[0049] 判断单元1，用于判断当前系统是否发生单相接地故障；

[0050] 确定单元2，用于如果是，则按照获得故障点的接地电流为零的规则，确定可控电压源补偿装置的输出电压和输出电流；

[0051] 检测单元3，用于在预设补偿时间之后，检测单相接地故障是否被消除；

[0052] 提高单元4，用于如果否，则提高所述可控电压源补偿装置的输出电流至预设输出电流值；

[0053] 获取单元5，用于在所述预设输出电流值下，获取当前线路前端的零序电流和所述当前线路后端的零序电流；

[0054] 控制单元6，用于如果所述当前线路前端的零序电流与所述当前线路后端的零序电流的差值大于预设电流差值，则断开所述当前线路的断路器。

[0055] 进一步地，所述预设输出电流值为所述可控电压源补偿装置的输出电流的四倍。

[0056] 进一步地，所述预设电流差值为所述可控电压源补偿装置的输出电流的二倍。

[0057] 进一步地，所述预设补偿时间为1s-3s。

[0058] 由以上技术方案可知，本申请实施例提供了一种基于可控电压源的分布式柔性接地故障的定位及保护方法，所述方法包括：判断当前系统是否发生单相接地故障；如果是，则按照获得故障点的接地电流为零的规则，确定可控电压源补偿装置的输出电压和输出电流；在预设补偿时间之后，检测单相接地故障是否被消除；如果否，则提高所述可控电压源补偿装置的输出电流至预设输出电流值；在所述预设输出电流值下，获取当前线路前端的零序电流和所述当前线路后端的零序电流；如果所述当前线路前端的零序电流与所述当前线路后端的零序电流的差值大于预设电流差值，则断开所述当前线路的断路器。本申请所提供的定位及保护方法中，可控电压源连接在系统中性点与地之间，当系统发生单相接地时，根据实际需要可控电压源对接地故障进行接地电流全补偿，如果在可控电压源全补偿规定时间内接地故障未消除，则通过调整输出电流，计算线路前后端的零序电流差值，进而准确判断故障位置，并启动线路保护装置跳开接地线路。

[0059] 值得注意的是，具体实现中，本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的用户身份的服务提供方法或用户注册方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。

[0060] 本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

[0061] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

[0062] 应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。