一種區(qū)域線路對地參數(shù)檢測方法及在接地故障區(qū)域定位方面的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)的檢測，還涉及供配電網(wǎng)絡(luò)接地故障的區(qū)域 定位。
【背景技術(shù)】
[0002] 對地參數(shù)是供配電網(wǎng)絡(luò)的重要的工頻參數(shù)，及時準確掌握供配電網(wǎng)絡(luò)的對地參數(shù) 是線路保護和線路狀態(tài)監(jiān)測的重要基礎(chǔ)工作。目前，在線檢測供配電網(wǎng)絡(luò)對地參數(shù)的主要 目的是掌握系統(tǒng)的電容電流值，為消弧線圈調(diào)整檔位提供依據(jù)。由于供配電網(wǎng)絡(luò)日益龐大， 線路運行方式靈活多變，使供配電網(wǎng)絡(luò)對地參數(shù)經(jīng)常發(fā)生變化，及時準確掌握供配電網(wǎng)絡(luò) 的對地參數(shù)，對于保障供配電網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)安全運行具有重要意義。
[0003] 現(xiàn)在中壓配電系統(tǒng)一般都采用小電流接地系統(tǒng)，一些有特殊要求的低壓配電系統(tǒng) 也采用小電流接地系統(tǒng)。采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式可降低供配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生接地故障 時流過接地故障點的電流，有利于供配電網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)平穩(wěn)供電，但是由消弧線圈產(chǎn)生的補 償電流的加入，使早期普遍采用的利用零序電流的幅值和相位進行接地選線的規(guī)則失效， 為此國內(nèi)外相關(guān)科研人員研究開發(fā)了多種途徑的接地選線和定位方法，但到目前為止，實 際應(yīng)用效果并不理想，尤其是對于高阻接地故障的選線和定位還沒有很好的解決方案。由 于小電流接地系統(tǒng)在接地選線方面存在的問題，國內(nèi)有些供配電網(wǎng)絡(luò)改為采用中性點經(jīng)小 電阻接地系統(tǒng)，目的是在系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時能夠及時切除故障線路；但中性點經(jīng)小電阻 接地系統(tǒng)如果出現(xiàn)高過渡電阻接地故障，由于接地電流小，保護可能拒動，所以也同樣存在 接地選線定位的難題。接地選線定位已成為供配電網(wǎng)絡(luò)提高供電質(zhì)量的一個瓶頸，迫切需 要更準確、更有效的接地選線定位方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)在線測量方法。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供一種供配電網(wǎng)絡(luò)接地故障區(qū)域在線定位方法，該接地故 障區(qū)域在線定位方法是以本發(fā)明的供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)在線測量方法為基礎(chǔ)實現(xiàn)的。
[0006] 同時本發(fā)明還提供一種供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)測量和接地故障區(qū)域定位裝置， 該裝置采用本發(fā)明的供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)測量方法和接地故障區(qū)域定位方法實現(xiàn)供 配電網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域?qū)Φ貐?shù)測量和接地故障區(qū)域定位功能。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)測量方法如下：
[0008] 供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)測量方法一：
[0009] 在供配電網(wǎng)絡(luò)中劃定一個區(qū)域；
[0010] 針對所述區(qū)域，二相對地電壓?Ιαε、?βΕ、Oce和區(qū)域?qū)Φ仉娏?β與區(qū)域?qū)Φ貐?shù) (三相對地電導GEA、GEB、Gec和三相對地電納BEA、B陰、B ec)之間存在以下關(guān)系：
[0011] Uae(Gea + jBEA) + IJbe(Geb + ]'Βεβ) t)CE(GEC + jBEC) = ?Ε
[0012] 以此關(guān)系為基礎(chǔ)，將在同一時刻檢測的三相對地電&?ΑΕ、?ΒΕ、（j ce和區(qū)域?qū)Φ?電流iE作為已知量，區(qū)域?qū)Φ貐?shù)作為未知量，可以形成求解未知的區(qū)域?qū)Φ貐?shù)的方程；
[0013] 或以此關(guān)系為基礎(chǔ)，在已知部分區(qū)域?qū)Φ貐?shù)時，將在同一時刻檢測的三相對地 電壓?ΑΕ、（JBE、iiCE和區(qū)域?qū)Φ仉娏饕慌c已知的區(qū)域?qū)Φ貐?shù)作為已知量，可形成求解 未知的區(qū)域?qū)Φ貐?shù)的方程；
[0014] 由于三相對地電壓?ΑΕ、?ΒΕ、（Jce不是恒定不變的，在不同時刻測量三相對地電 壓?ΑΕ、?ΒΕ、（Jce和區(qū)域?qū)Φ仉娏鱚，使我們有機會獲得求解未知的區(qū)域?qū)Φ貐?shù)的滿 足線性無關(guān)需要的方程組，通過對方程組求解，可計算出未知的區(qū)域?qū)Φ貐?shù)。
[0015] 供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)測量方法二：
[0016] 針對所述區(qū)域，在所述區(qū)域不存在接地故障時，通常區(qū)域?qū)Φ刈栊噪娏鬟h小于區(qū) 域?qū)Φ厝菪噪娏?，可以忽略阻性電流，設(shè)定區(qū)域三相對地電導GEA、GEB、GEC均為0,則前述的三 相對地電壓?ΑΕ、?ΒΕ、iiCE和區(qū)域?qū)Φ仉娏髫芭c區(qū)域?qū)Φ貐?shù)之間的關(guān)系：
[0017] Uae(Gea + ]Bea) + IIBe(Geb + ]Beb) + UCE(GEC + jBEC) - \E
[0018] 變?yōu)榍蠼馊鄬Φ仉娂{的關(guān)系式：
[0019] Uae · jBEA + Obe · jBEB + IJce jBEC = ?Ε
[0020] 在同一時刻檢測三相對地電壓?ΑΕ、?ΒΕ、iJ CE和區(qū)域?qū)Φ仉娏髫?，將檢測的結(jié)果 代入上述關(guān)系式可形成求解區(qū)域三相對地電納Bea、Beb、Be。的方程；
[0021] 由于三相對地電壓?ΑΕ、?ΒΕ、，CjceF是恒定不變的，在不同時刻測量三相對地電 壓?ΑΕ、?ΒΕ、iiCE和區(qū)域?qū)Φ仉娏髫?，使我們有機會獲得求解區(qū)域三相對地電納β εα、βεβ、 bec的滿足線性無關(guān)需要的方程組，通過對方程組求解，可計算出區(qū)域三相對地電納Βεα、Β εβ、 bec的值。
[0022] 供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)測量方法三：
[0023] 在所述區(qū)域范圍內(nèi)不存在接地故障時，離線或在線測量區(qū)域三相對地電 納BEA、Beb、Bec ;由于區(qū)域三相對地電納BEA、Beb、Bec為已知量，則前述的三相對地電壓 tUi；、?ΒΕ、?(；Ε和區(qū)域?qū)Φ仉娏?。與區(qū)域?qū)Φ貐?shù)之間的關(guān)系：
[0024] Uae(Gea + jBEA) + (Jbe(Geb + ]Βεβ) + (Jce(Gec + jBEC) = ?Ε
[0025] 變?yōu)榍蠼鈪^(qū)域三相對地電導的關(guān)系式：
[0026] Uae · Gea + Ube Geb + Oce · Gec = Ie - Uae · jBEA - ?ΒΕ jBEB - IJce · jBEC
[0027] 在同一時刻檢測三相對地電壓?ΑΕ、?ΒΕ、區(qū)域?qū)Φ仉娏鱥 E，將檢測的結(jié)果 代入上述關(guān)系式可形成求解區(qū)域三相對地電導GEA、GEB、Ge。的方程；
[0028] 由于三相對地電壓?ΑΕ、iJBE、（Jce不是恒定不變的，在不同時刻測量三相對地電 壓?ΑΕ、iiBE、Cjce和區(qū)域?qū)Φ仉娏?。，使我們有機會獲得求解區(qū)域三相對地電導g ea、geb、 Gec的滿足線性無關(guān)需要的方程組，通過對方程組求解，可計算出區(qū)域三相對地電導Gea、G eb、 Gec的值。
[0029] 供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)測量方法四：
[0030] 在供配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接地故障時，首先判斷哪一相存在接地故障；
[0031] 假設(shè)已經(jīng)確定供配電網(wǎng)絡(luò)的C相出現(xiàn)接地故障，可設(shè)定A相和B相的區(qū)域?qū)Φ仉?導GEA、Geb為0,前述的三相對地電壓?ΑΕ、?ΒΕ、（J ce和區(qū)域?qū)Φ仉娏髫芭c區(qū)域?qū)Φ貐?shù)之 間的關(guān)系：
[0032] Uae(Gea + jBEA) + Ube(Geb + ]'Βεβ) + Uce(Gec + jBEC) - ?Ε
[0033] 變?yōu)榍蠼釩相對地電導Gec和區(qū)域三相對地電納BEA、B eb、Bec關(guān)系式：
[0034] Uce · Gec + ?ΑΕ · jBEA + ?ΒΕ · j'Beb + Uce · jBEC = ?Ε
[0035] 在同一時刻檢測三相對地電壓?ιΑΕ、?ΒΕ、區(qū)域?qū)Φ仉娏鱥 E，將檢測的結(jié)果 代入上述關(guān)系式可形成求解區(qū)域C相對地電導Gk和區(qū)域三相對地電納Bea、Beb、B k的方程；
[0036] 由于二相對地電壓〇ΑΕ、?βΕ、licE不是恒定不變的，在不問時刻測星二相對地電 壓?ΑΕ、?ΒΕ、?(：Ε和區(qū)域?qū)Φ仉娏?。，使我們有機會獲得求解區(qū)域c相對地電導G e。和區(qū) 域三相對地電納βεα、βεβ、βκ的滿足線性無關(guān)需要的方程組，通過對方程組求解，可計算出區(qū) 域C相對地電導Gec和區(qū)域三相對地電納BEA、Beb、Bec的值。
[0037] 供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)測量方法五：
[0038] 在所述區(qū)域范圍內(nèi)不存在接地故障時，離線或在線測量區(qū)域三相對地電納Βεα、 Beb、Bec ;在供配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接地故障時，首先判斷哪一相存在接地故障；
[0039] 假設(shè)已經(jīng)確定供配電網(wǎng)絡(luò)的C相出現(xiàn)接地故障，可設(shè)定A相和B相的區(qū)域?qū)Φ仉?導gea、geb為〇,前述的三相對地電壓?ΑΕ、?ΒΕ、?(： Ε和區(qū)域?qū)Φ仉娏髫芭c區(qū)域?qū)Φ貐?shù)之 間的關(guān)系：
[0040] Uae (Gea + jBEA) + (Jbe(Geb + }Βεβ) + I) ce(Gec + )Bec) = ?ε
[0041] 變?yōu)榍蠼釩相對地電導Gec的關(guān)系式：
[0042] Uce · Gec = Ig - Uae · jBEA - ?ΒΕ · jBEB - Oce · jBEC
[0043] 在同一時刻檢測三相對地電壓?ΑΕ、??ΒΕ、tJ CE和區(qū)域?qū)Φ仉娏髫?，將檢測的結(jié)果 代入上述關(guān)系式可形成求解區(qū)域C相對地電導Gec的方程，可計算出C相對地電導Gec。
[0044] 通過人為改變供配電網(wǎng)絡(luò)的三相對地電壓實現(xiàn)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)的檢測：
[0045] 通過人為改變供配電網(wǎng)絡(luò)中性點對地電壓，可以改變?nèi)鄬Φ仉妷??ΑΕ、?ΒΕ、?α;每改變一次三相對地電壓?ΑΕ、（jbe、ii CE，測量一次三相對地電壓 ?ΑΕ、?ΒΕ、ijCE和區(qū)域?qū)Φ仉娏鳎篰，可以形成求解未知的區(qū)域?qū)Φ貐?shù)的方程；重復這一 過程，可獲得求解未知的區(qū)域?qū)Φ貐?shù)的滿足線性無關(guān)需要的方程組；通過對方程組求解， 可計算出未知的區(qū)域?qū)Φ貐?shù)。
[0046] 人為改變供配電網(wǎng)絡(luò)中性點對地電壓的方法可以是使一相導體接地；可以是使 一相導體通過電阻接地；可以是使一相導體通過電感接地；可以是使一相導體通過電容接 地；可以是在供配電網(wǎng)絡(luò)中性點或人工中性點與地之間加入使供配電網(wǎng)絡(luò)中性點對地電壓 發(fā)生偏移的電壓；可以是在供配電網(wǎng)絡(luò)中性點或人工中性點與地之間加入電阻、電感或電 容；可以是使串接在供配電網(wǎng)絡(luò)中性點或人工中性點與地之間的電阻、電感或電容的阻抗 發(fā)生改變；還可以是采用上述方法的組合。
[0047] 本發(fā)明的供配電網(wǎng)絡(luò)接地故障區(qū)域定位方法是：
[0048] 在供配電網(wǎng)絡(luò)中劃定一個區(qū)域；
[0049] 針對所述區(qū)域，在供配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接地故障時，可以根據(jù)前述的"供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域 對地參數(shù)測量方法"檢測所述區(qū)域的區(qū)域?qū)Φ貐?shù)，根據(jù)檢測得到的區(qū)域?qū)Φ貐?shù)的值判 斷區(qū)域范圍內(nèi)是否存在接地故障；
[0050] 或針對所述區(qū)域，在該區(qū)域不存在接地故障時，離線或在線測量該區(qū)域的全部或 部分區(qū)域?qū)Φ貐?shù)，可以根據(jù)前述的"供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)測量方法"測量這些區(qū)域?qū)?地參數(shù)；在供配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接地故障時，利用在所述區(qū)域不存在接地故障時檢測的區(qū)域?qū)?地參數(shù)和在供配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接地故障時測量的所述區(qū)域的三相對地電壓?ΑΕ、?ΒΕ、?(： Ε和區(qū)域?qū)Φ仉娏鱥E，根據(jù)區(qū)域內(nèi)三相對地電壓?ΑΕ、?ΒΕ、區(qū)域?qū)Φ仉娏髫芭c區(qū)域?qū)?地參數(shù)之間的關(guān)系：
[0051] Uae(Gea + jBEA) + (Jbe(Geb + ]Beb) + Uce(Gec + jBEC) = Ie
[0052] 判斷所述區(qū)域是否存在接地故障；
[0053] 供配電網(wǎng)絡(luò)接地故障區(qū)域定位方法一：
[0054] 針對所述區(qū)域，在供配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接地故障時，根據(jù)前述的"供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ?參數(shù)測量方法"測量區(qū)域?qū)Φ仉妼В鶕?jù)測量得到的區(qū)域?qū)Φ仉妼У那闆r，判斷所述區(qū)域范 圍內(nèi)是否存在接地故障。
[0055] 供配電網(wǎng)絡(luò)接地故障區(qū)域定位方法二：
[0056] 在所述區(qū)域不存在接地故障時，離線或在線測量區(qū)域范圍內(nèi)三相對地電導Gea、 Geb、Gec和三相對地電納Bea、Beb、B ec ;在供配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接地故障時，測量所述區(qū)域的三相對 地電壓ι?ΑΕ、?ΒΕ、?〇^ρ區(qū)域?qū)Φ仉娏鱥E;
[0057] 判斷在所述區(qū)域不存在接地故障時測量得到的三相對地電導GEA、GEB、G ec和 三相對地電納BEA、Beb、Bec與在供配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接地故障時測量得到的三相對地電壓 ?ΑΕ、?ΒΕ、1)(^和區(qū)域?qū)Φ仉娏鱥E是否符合關(guān)系式：
[0058] Uae(Gea + ]'Bea) + IJBE(GEB + ]'Βεβ) + Uce(Gec + jBEC) = ?Ε
[0059] 如果偏差較大，可確定該區(qū)域存在接地故障。
[0060] 供配電網(wǎng)絡(luò)接地故障區(qū)域定位方法三：
[0061] 在所述區(qū)域不存在接地故障時，離線或在線測量區(qū)域三相對地電納Βεα、Β εβ、Βε。；在 供配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接地故障時，測量所述區(qū)域的三相對地電壓?ΑΕ、?ΒΕ、?α和區(qū)域?qū)Φ仉?流?ε ;
[0062] 判斷在所述區(qū)域不存在接地故障時測量得到的區(qū)域三相對地電納Βεα、Βεβ、Β ε。與在 供配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接地故障時測量得到的三相對地電壓?ΑΕ、?ΒΕ、（Jce和區(qū)域?qū)Φ仉娏髫?是否符合關(guān)系式：
[0063] Uae ' JBea + Ube jBEB + Oce jBEC - ?Ε
[0064] 如果偏差較大，可確定該區(qū)域存在接地故障。
[0065] 供配電網(wǎng)絡(luò)接地故障區(qū)域定位方法四：
[0066] 在所述區(qū)域不存在接地故障時，離線或在線測量區(qū)域三相對地電納BEA、B eb、Bec ;
[0067] 在供配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接地故障時，根據(jù)前述的"供配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域?qū)Φ貐?shù)測量方法" 再次測量區(qū)域三相對地電納BEA、Beb、Bec ;
[0068] 將前后兩次測