一种不接地系统多回平行线路异名相两点接地的保护方法

摘要

本发明涉及一种不接地系统多回平行线路异名相两点接地的保护方法，属于不接地运行电力系统的接地故障监测领域。本发明当负序过电压继电器U2>和零序过电压继电器U0>同时动作，说明发生了不对称接地故障，同时三个低电压继电器1KV、2KV、3KV动作分别判断出对应的故障相为A相、B相、C相；当负序过电压继电器U2>和零序过电压继电器U0>同时动作，说明发生了不对称接地故障，同时平行线路的零序电流方向判断元件（1KP、2KP、……、nKP）动作分别判断出对应的故障线路为L1、L2、……、Ln。本发明克服了现有技术中只监测系统是否有接地而不能选线和选相、选线受零序电流过滤器不平衡电流影响等不足。

说明书

技术领域

本发明涉及一种不接地系统多回平行线路异名相两点接地的保护方法，属于不接地运行电力系统的接地故障监测领域。

背景技术

在中性点不接地系统中，发生单相接地故障时，由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压仍然保持对称，对负荷的供电没有影响，因此，在一般情况下都允许继续运行1～2小时，而不必立即跳闸。

但是，中性点不接地系统发生单相接地故障时故障相对地电压降低，其它两相对地电压升高1.73倍。为防止故障进一步扩大，应及时发出信号，以便运行人员采取措施。尤其中性点不接地系统多回平行线路中异名相两点接地时必须采取措施切除一回故障线路。

目前已有的不接地系统单相接地故障保护方法有三类。

一类是利用中性点不接地系统发生单相接地时系统母线上出现的零序电压来判断是否发生接地故障，这种方法只能监测系统中是否有接地故障发生，不能选线和选相。

一类是利用中性点不接地系统发生单相接地时故障线路上的零序电流较非故障线路大的特点来实现，监测所有出线零序电流，该方法虽然理论上能监测出故障线路，实现选线，但由于受零序电流过滤器不平衡电流的影响，当系统的电容电流较小、或被保护线路的电容电流较大时无法做出正确判断。

一类是利用中性点不接地系统发生单相接地时故障线路上零序电流的方向为线路流向母线，而非故障线路上零序电流的方向为母线流向线路，根据这一特点来实现选线，但不能选相。

发明内容

本发明提供了一种不接地系统多回平行线路异名相两点接地的保护方法，以用于克服现有技术中只监测系统是否有接地而不能选线和选相、选线受零序电流过滤器不平衡电流及系统的电容电流的影响、选线而不能选相的不足。

本发明的技术方案是：一种不接地系统多回平行线路异名相两点接地的保护方法，所述方法的具体步骤如下：

A、零序电流互感器（1TA、2TA、……、nTA）4装设于不接地系统各回平行线路（L1、L2、……、Ln）1上，不接地系统母线3上装设的三相电压互感器TV2感受母线上A相、B相、C相三相对地电压；

B、三相电压互感器TV2二次侧a、b、c小母线经负序电压过滤器输出电压接于负序过电压继电器U2>上；三相电压互感器TV2开口三角形输出电压接于零序过电压继电器U0>上；

C、三相电压互感器TV2二次侧a、b、c小母线上取各相对地电压，接于3个低电压继电器；其中，A相对地电压接低电压继电器1KV，B相对地电压接低电压继电器2KV，C相对地电压接低电压继电器3KV：

当负序过电压继电器U2>和零序过电压继电器U0>同时动作，说明发生了不对称接地故障，同时三个低电压继电器1KV、2KV、3KV动作分别判断出对应的故障相为A相、B相、C相；

D、不接地系统各回平行线路（L1、L2、……、Ln）1的零序电流方向判断元件（1KP、2KP、……、nKP），使用零序功率方向继电器实现，反应于其输入电压与输入电流间的相位而动作；

当负序过电压继电器U2>和零序过电压继电器U0>同时动作，说明发生了不对称接地故障，同时平行线路的零序电流方向判断元件（1KP、2KP、……、nKP）动作分别判断出对应的故障线路为L1、L2、……、Ln。

所述负序过电压继电器U2>和零序过电压继电器U0>同时动作为三相电压互感器TV2感受到负序电压和零序电压。

所述低电压继电器1KV、2KV、3KV动作为三相电压互感器TV2感受到对应的A相、B相、C相对地电压降低。

所述零序功率方向继电器的电压线圈接入系统母线三相电压互感器TV2二次侧零序电压                                               ，各零序功率方向继电器的电流线圈分别接入各线路上零序电流互感器（1TA、2TA、……、nTA）4二次侧零序电流；零序功率方向继电器最灵敏角取值为90°。

所述平行线路的零序电流方向判断元件（1KP、2KP、……、nKP）动作为零序电流方向是正方向。

本发明的工作原理是：

假设不接地系统有n回平行线路（L1、L2、……、Ln），下面以不接地系统多回平行线路中L1线路A相接地和L2线路B相接地时的情况（如图2所示），结合附图说明本发明方法原理是：

1、当不接地系统多回平行线路异名相两点发生接地时，系统会出现负序电压和零序电压，同时系统母线上两接地相对地电压降低；

2、当不接地系统多回平行线路异名相两点发生接地时，L1线路和L2线路上的零序电流由全系统非故障元件对地电容电流形成，零序电压超前于零序电流90°；其它各平行线路上的零序电流由其本身对地电容电流形成，零序电压滞后于零序电流90°；

3、接于母线上的三相电压互感器TV2开口三角形感受到系统零序电压；接于电压互感器TV2二次侧a、b、c小母线上负序电压过滤器感受到系统负序电压；电压互感器TV感受到A相和B相对地电压降低；

4、负序过电压继电器U2>和零序过电压继电器U0>都动作，同时三个低电压继电器1KV、2KV、3KV中两个低电压继电器1KV、2KV动作，判断出故障相为A相、B相；

5、线路L1和线路L2零序电流方向判断元件零序功率方向继电器1KP、2KP输入零序电压超前于输入零序电流的角度为90°，零序功率方向继电器1KP、2KP动作；

6、负序过电压继电器U2>和零序过电压继电器U0>都动作，同时零序功率方向继电器1KP、2KP动作，判断出故障线路为线路L1和线路L2；

由此，实现了不接地系统多回平行线路异名相两点接地的选相和选线，判断出了故障相和故障线路。

本发明的有益效果是：

构成简单，使用系统母线电压互感器和各线路上零序电流互感器的感受构成输入信号；逻辑判断构成简单、清晰。

克服了现有技术中只监测系统是否有接地而不能选线和选相、选线受零序电流过滤器不平衡电流及系统的电容电流的影响、选线而不能选相的不足。

根据本发明方法中选相和选线流程，可以实现中性点不接地系统多回平行线路异名相两点接地的故障判断，同时完成选相和选线。从而，实现有选择地切除其中一回故障线路，同时便于运行人员对故障相的处理。

附图说明

图1为本发明中所使用互感器装设位置示意图；

图2为本发明中不接地系统多回平行线路异名相两点接地零序电流流向示意图；

图3为本发明中电压继电器交流电压回路图；

图4为本发明中功率方向继电器输入信号示意图；

图5为本发明中选相逻辑关系图；

图6为本发明中选线逻辑关系图；

图中各标号：1为不接地系统各回平行线路（L1、L2、……、Ln）、2为三相电压互感器TV、3为不接地系统母线、4为零序电流互感器（1TA、2TA、……、nTA）。

具体实施方式

实施例1：如图1-6所示，一种不接地系统多回平行线路异名相两点接地的保护方法，所述方法的具体步骤如下：

A、零序电流互感器（1TA、2TA、……、nTA）4装设于不接地系统各回平行线路（L1、L2、……、Ln）1上，不接地系统母线3上装设的三相电压互感器TV2感受母线上A相、B相、C相三相对地电压；

B、三相电压互感器TV2二次侧a、b、c小母线经负序电压过滤器输出电压接于负序过电压继电器U2>上；三相电压互感器TV2开口三角形输出电压接于零序过电压继电器U0>上；

C、三相电压互感器TV2二次侧a、b、c小母线上取各相对地电压，接于3个低电压继电器；其中，A相对地电压接低电压继电器1KV，B相对地电压接低电压继电器2KV，C相对地电压接低电压继电器3KV：

当负序过电压继电器U2>和零序过电压继电器U0>同时动作，说明发生了不对称接地故障，同时三个低电压继电器1KV、2KV、3KV动作分别判断出对应的故障相为A相、B相、C相；

D、不接地系统各回平行线路（L1、L2、……、Ln）1的零序电流方向判断元件（1KP、2KP、……、nKP），使用零序功率方向继电器实现，反应于其输入电压与输入电流间的相位而动作；

当负序过电压继电器U2>和零序过电压继电器U0>同时动作，说明发生了不对称接地故障，同时平行线路的零序电流方向判断元件（1KP、2KP、……、nKP）动作分别判断出对应的故障线路为L1、L2、……、Ln。

所述负序过电压继电器U2>和零序过电压继电器U0>同时动作为三相电压互感器TV2感受到负序电压和零序电压。

所述低电压继电器1KV、2KV、3KV动作为三相电压互感器TV2感受到对应的A相、B相、C相对地电压降低。

所述零序功率方向继电器的电压线圈接入系统母线三相电压互感器TV2二次侧零序电压，各零序功率方向继电器的电流线圈分别接入各线路上零序电流互感器（1TA、2TA、……、nTA）4二次侧零序电流；零序功率方向继电器最灵敏角取值为90°。

所述平行线路的零序电流方向判断元件（1KP、2KP、……、nKP）动作为零序电流方向是正方向。

实施例2：如图1-6所示，一种不接地系统多回平行线路异名相两点接地的保护方法，所述方法的具体实施步骤如下：

不接地系统有n回平行线路（L1、L2、……、Ln），其中L1线路A相单相接地，L2线路B相单相接地，如图2所示。

当L1线路A相单相接地和L2线路B相单相接地时，系统母线上三相电压互感器TV感受到负序电压和零序电压，负序过电压继电器U2>和零序过电压继电器U0>同时动作；

同时，系统母线上三相电压互感器TV2感受到A相和B相对地电压降低，低电压继电器1KV和2KV动作，判断出故障相为A相和B相；

同时，平行线路的零序电流方向判断元件1KP和2KP判断为正方向，1KP和2KP动作选出线路L1和线路L2为故障线路。

由此，实现了不接地系统多回平行线路异名相两点接地的选相和选线，判断出了故障相和故障线路。

上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。