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小電流接地系統(tǒng)單相接地故障綜合選線方法

文檔作者：郭素梅文檔來源：廣東電網公司江門供電局		點擊數：	更新時間： 2022年07月28日
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第25卷第2期
2012年2月
廣東電力
GUANGDONG ELECTRIC P0WER
VO1．25 NO．2
Feb．2012
小電流接地系統(tǒng)單相接地故障綜合選線方法
郭素梅
(廣東電網公司江門供電局，廣東江門529000)
摘要：依據單一選線原理的選線方法只針對部分故障信息進行處理，效果不盡人意，因此多判據綜合選線成為
當前的發(fā)展方向。從改善軟件算法出發(fā)，引入暫態(tài)算法等新的判據，通過隸屬函數構造多種判據參與選線，進
行智能融合，把繼電保護智能化的思想引入小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線中。對所提出的綜合選線方法進
行仿真與實現，實驗結果證明該方法有效、準確。
關鍵詞：小電流接地系統(tǒng)；故障選線；暫態(tài)算法；隸屬函數
中圖分類號：TM774．4 文獻標志碼：A 文章編號：1007．290x(2012)02—0020—04
Integrated Line Selection M ethod for Single—phase Grounding Fault
of Non—effective Earthing System
GUO Sumei
(Jiangmen Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation，Jiangmen，Guangdong 529000，China)
Abstract：The line selection method on the basis of single line selection method has poor reliability。SO the idea of multi—crite—
ria integrated line selection method tends to be the development direction．On the base of improving software arithmetic，
new criterion such as transient arithmetic iS introduced．Various criteria for line selection are created through membership
functions and integrated，and intelligent protective relaying is introduced into line selection method for single—phase ground—
ing fault of non-effective earthing system．The mentioned integrated line selection method is simulated and implemented and
the experiment test verifies its effectiveness and accuracy．
Key words：non—effective system；fault line selection transient arithmetic；membership function
近年來，國內外在小電流接地系統(tǒng)單相接地故
障選線原理和技術方面進行了廣泛而深入的研究與
探索，提出了基于不同故障特征的多種選線原理，
并研制出相應的接地選線裝置，不少裝置已經投入
電力系統(tǒng)應用，在一定程度上解決了單相接地故障
選線問題。然而，由于小電流接地系統(tǒng)單相接地時
故障特征不明顯，且易受系統(tǒng)接線方式、接地方
式、線路長度和負荷等諸多因素的影響[1]，到目前
為止，已提出的選線原理都存在一定的局限性，尚
沒有任何一種單一的選線方案能夠適應小電流接地
系統(tǒng)的各種情況。為提高選線準確率，本文提出整
合有效判據的具體方案。
收稿日期：2011-06-16
1 判據選取和模糊模型的建立
各種選線原理針對的故障特征量各不相
同_2 ” ，因此在實際選線時可能會由于某些故障
特征量的信號微弱或差異不顯著而造成選線結果不
正確。為了最大限度地提高綜合選線的準確率，應
該在滿足選線時限要求的情況下，盡量多地應用有
互補性的選線原理。對于中性點不接地系統(tǒng)，選用
零序無功功率法、零序電流比幅法和零序電流比相
法；對于中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)，選用突變量
檢測法、零序有功功率法和零序電流5次諧波比相
法；對于中性點經電阻接地系統(tǒng)，選用零序有功功
率法、零序電流基波比幅法和零序電流基波比相
法。本文以中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)為例，闡述
有效判據整合的思想。
第2期 郭素梅：小電流接地系統(tǒng)單相接地故障綜合選線方法
2 故障測度隸屬函數和判據權系數隸屬函
數的建立
2．1 突變量檢測法
小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，存在一
個明顯的暫態(tài)過程，暫態(tài)零序電容電流往往比穩(wěn)態(tài)
時大幾至幾十倍，此過程包含豐富的故障特征。
突變量檢測法基于數學形態(tài)學濾波思想，利用
形態(tài)學中的Top．hat算子和Bottom．hat算子進行
突變量檢測¨1 。由于算法本身只涉及加減和取極
值運算，計算量少，精度高，因此選擇該方法作為
中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)的第1種選線原理。
定義線路 的零序電流突變量為△ ，表示在
發(fā)生單相接地故障后線路 突變點明顯處的突變方
向和突變強度；母線虛擬電流突變量Aiu，= △f i，
為線路(不包括母線)條數。從仿真計算結果可以
看出，故障線路在對應的突變點上突變強度最大且
與其他方向相反，突變量越明顯的線路其故障概率
越大。由此定義線路 的突變量檢測法故障測度隸
屬函數
= I Ai bi I
． (1)
式中△ ， 為l△ l的最大值，用于決定其他線
路的故障測度隸屬函數值，有利于使突變量最大的
線路獲得較大的故障測度值。
暫態(tài)零序電容電流包含豐富的故障特征，是突
變量檢測法的計算依據，通過判定暫態(tài)信息是否豐
富來決定突變量是否參與綜合選線。定義暫態(tài)強度
丁的概念，以故障發(fā)生后第1個周期內前半周電流
絕對平均值與后半周電流絕對平均值的比值作為該
線路的丁。電流絕對平均值
一 1 ． ．
，= l i k l，k=0，1，?，Ⅳ 一1． (2)
式中： 為計算點數，為全周期采樣點數的一半；
為第k條線路的電流，其中 。表示母線電流。
當T)I．2時突變量檢測法參與綜合選線，否則將
對應線路的△f i置零。
考慮到該判據的可信度與突變量最大值的關系
密切，定義突變量檢測法的判據權系數隸屬函數
As- Aib ,max
， (3)
其中 △ 一=Σ l△f i
f= ()
2．2 零序有功功率法
在中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)中，由于消弧線
圈自身電阻及串、并聯(lián)電阻的影響，使得零序有功
功率具有較高的靈敏度，因此選擇零序有功功率
法[8]作為第2種選線原理。定義
1
丁
P【)j=3 ) fCOS f= I 9“川 【J(t)i (t)dt； (4)
P =l Pf)j l 一I P1)i l ． (5)
式中：P 為線路 (不包括母線)的零序有功功率；
【， 為母線零序電壓的有效值；，Il 為線路 零序電
流的基波有效值；U。為線路的零序電壓； 為線
路 的零序電流；t為時間；P 為母線的虛擬零序
有功功率；l P l一為線路 (不包括母線)零序電
流有功功率的總和；l PⅢI一為線路i(不包括母
線)零序有功功率最大值。對于中性點經消弧線圈
接地系統(tǒng)，線路的零序有功功率值越大，則該線路
為故障線路的可能性越大。由此定義線路 的零序
有功功率法故障測度隸屬函數
=
． ㈤
={≥弩 + ，。．。 差 霉 ．5；c7，
廣東電力 第25卷
中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故
障時，故障線路的零序電流5次諧波相位與其他正
常線路相反，也就是說理論上只有故障線路的零序
電流5次諧波相位落在第3或第4象限(以零序電
壓為參考)，此時該判據的可信度最高。但實際中
也有可能因信號太小等原因造成有2條或2條以上
的線路零序電流5次諧波相位落在第3或第4象限
內，此時應適當降低該判據的權系數值。因此定義
零序電流5次諧波比相法判據權系數函數
f1， C = 1；
5={l L—c 、 (10)
=T ’ 乙／> ‘
式中：L為線路(包括母線)總數，L= +1；C
為零序電流5次諧波相位落在第3或第4象限的線
路數。
2．4 信息融合設計
將上述3種選線原理轉化為具體的選線判據。
首先，利用采樣數據計算各種判據的故障測度隸屬
函數值；然后計算出各種判據自身的判據權系數隸
屬函數值；最后，計算采樣數據對應的選線結果
F，計算公式為
F = A s s， + A P，i+A5 5
Σ( + +A5 5，f)
i=0
3 MATLAB仿真實驗
通過仿真實驗來驗證以上建立的選線判據體系
的可行性，并考察其選線效果，本文選用MAT．
LAB仿真軟件。
用MATLAB仿真軟件建立一個仿真實驗模
型：I段母線(線電壓為10．5 kV)帶5條出線，取
每條線路長度不盡相同，其中線路1的長度L =
18 km，線路2的長度L =20 km，線路3的長度
L3=10 km，線路4的長度L4=16 km，線路5的
長度L =2 km。線路參數為：正序電阻0．45
a／km，正序感抗1．171 4 mH／km，正序容抗0．061
F／km；零序電阻0．7 fl／km，零序感抗3．096 5
mH／km，零序容抗0．038／~F／km。采用過補償，
消弧線圈電感為1．156 4 H。在線路2中間發(fā)生經
1 kQ電阻接地的實驗數據和選線判據分析結果分
別見表1和表2，在線路1中間發(fā)生金屬性接地的
實驗數據和選線判據分析結果分別見表3和表4。
表1 線路2發(fā)生經1 kfl電阻接地故障的仿真實驗數據
注：零序電壓基波有效值為7．568 67 kV，零序電壓5次諧波相
位為一43．8。。
表2 線路2發(fā)生經1 kQ電阻接地故障時的選線判據分析
注：零序有功功率法的判據權系數為1．000 0，零序電流5次諧
波比相法的判據權系數為0．600 0，突變量檢測法的判據權系數
為0．307 6。
第2期 郭素梅：小電流接地系統(tǒng)單相接地故障綜合選線方法
表3 線路1發(fā)生金屬性接地故障的仿真實驗數據
注：零序電壓基波有效值為8．476 52 kV，零序電壓5次諧波相
位為136．1。。
表4 線路1發(fā)生金屬性接地故障時的選線判據分析
注：零序有功功率法的判據權系數為0 911 8，零序電流5次諧
波比相法的判據權系數為1．000 0，突變量檢測法的判據權系數
為0．382 6。
由仿真結果可以看出，在中性點經消弧線圈接
地系統(tǒng)中選用突變量檢測法、零序有功功率法和零
序電流5次諧波比相法組成的綜合判據，能較準確
地選出故障線路。
4 結束語
本文提出的選線方案綜合考慮了目前普遍采用
的各種選線原理，并將一種新的暫態(tài)選線算法——
突變量檢測法融入到綜合選線判據中。以中性點經
消弧線圈接地系統(tǒng)為例，運用模糊理論設計判據體
系，通過各種選線方法之間的優(yōu)勢互補，改善選線
的準確性和適應性
不接地系統(tǒng)和中性
據體系。
采用這
經電阻
思想也可以為中性點
地系統(tǒng)建立相應的判
參考文獻：
[1]李丹，徐志剛．小電流接地系統(tǒng)故障選線的一種新方法[J]
陜西電力，2010，38(4)：13—16．
LI Dan，XU Zhigang．A New Method of Faulty Line Selection
for Small Current Neural Grounded System],J]．Shaanxi Electric
Power，2010，38(4)：13-16．
[23郝玉山，楊以涵，任元恒，等．小電流接地微機選線的群體比
幅比相原理[J]．電力情報，1994(2)：15—19．
HAO Yushan，YANG Yihan，REN Yuanheng，et a1．Principie
of Colony Amplitude Comparison and Phase Comparison of
Line Selection by Microcomputer[J]．Information of Electric
Power，1994(2)：15-19．
E3]牟龍華．零序電流有功分量方向接地選線保護原理[J]．電網
技術，1999，i2(9)：60—61．
MU Longhua．Principle of Selective Grounding Fault Protec·
tion Based on Active Component Direction of Zero-sequence
Current]-J]．Power System，1999，12(9)：60-61．
[4]易東，李群湛，黃彥全．零序導納法接地選線保護原理[J]．
電力自動化設備，2002，22(10)：40—42．
YI Dong，LI Qunzhan，HUANG Yanquan．Principle of Selec
tive Grounding Fault Protection Based on Ze ro Sequence Ad—
mittancefJ]．Electric Power Automation Equipment，2002，
22(10)：40-42．
[53何奔騰，胡為進．能量法小電流系統(tǒng)選線原理[J]．浙江大學
學報： 自然科學版，1998，32(7)：52—55．
HE Benteng，Hu Weijin．A New Principle to Detect the
Grounded Line in a Neutral Point Indirectly Grounded Power
System Based on the Energy Function[J]．Journal of Zhejiang
University：Natural Science，1998，32(7)：52-55．
[6]賈清泉，劉連光，楊以涵，等 應用小波檢測故障突變特性實
現配電網小電流故障選線保護[J]．中國電機工程學報，2001，
10(10)：79—83．
JIA Qingquan，LIU Lianguang，YANG Yihan，et a1．Abrupt
Change Detection with W avelet for Small Current Fault Relaying],
J]．Proceedings of the CSEE，2001，10(10)：79-83．
[7]陳炯聰．小電流單相接地選線算法有效性及多判據融合[D]．
北京：華北電力大學，2004．
CHE N Jiongcong．Integration of Multi—criteria and Effectiveness
of Line Selection Method for Single-phase Grounding
Fault of Non-effective Earthing System[D]．Beijing．North
China Electric Power University，2004．
[83龐清樂，孫同景，鐘麥英，等．基于粗集理論的小電流接地系
統(tǒng)故障連續(xù)選線_J]．中國電機工程學報，2007，27(4)：60—
64．
PANG Qingquan，SUN Tongjing，ZHONG Maiying，et a1．
Fault Line Detection Based on Rough Set Theory in Indirectly
Grounding Power System[J]．Proceedings of the CSEE，2007，
27(4)：60-64．
[9]楊漢生，趙斌，姚晴林，等．基于零序功率的小電流選線方法
[J]．繼電器，2002，30(15)：30—32．
YAN G Hansheng，ZHAOBin，YAOQinglin，et a1．ANew
(下轉第33頁)
第2期 駱啟松，等：IEC 61 850一次設備配置模型校驗方法研究
Substation[S]．
[3]周鄴飛，張海濱，徐石明，等IEC 61 850工程組態(tài)中的統(tǒng)一
建模技術研究[J]．江蘇電機工程，2()07，26(增刊)：72—74．
ZHOU Yefei， ZHANG Haibin，XU Shiming，et a1．Unified
Modeling in IEC 61850 Engineering conf uration__J]．Jiangsu
Electrical Engineering，2007，26(S)：72-74
[4]曹陽，姚建國，張慎明，等．XML技術在電網自動化系統(tǒng)中
的應用探討_J]．電力系統(tǒng)自動化，2002(21)：73—76．
CAO Yang，YAO Jianguo，ZHANG Zhenming，et a1．XML
Technology Applied in the Automation System[J]．Automation
of Electric Power System ，2002(21)：73-76．
[5]宋鑫，曹陽，黃海峰，等 基于電力系統(tǒng)規(guī)則的CIM—XML
模型校驗[J]．電力信息化，2006，4(12)：35—37．
SONG Xin， CAO Yang， HUAN G Haifeng， et al CIMXML
Model Check Based on Rules of Power System[J]．Pow—
er Information，2006，4(12)：35．37．
[63樊陳，陳小川，馬彥宇，等．基于IEC 6185()的變電站配置研
究[J]．繼電器，2007，35(8)：41—44．
FAN Chen，CHEN Xiaochuan，MA Yanyu， et al Research
of Configuration about Substation Based on IEC 61850[J]．Re—
lay，2007，35(8)：41-44．
[7]尹家凡，王孫安，盛萬興，等XML語言在變電站設備描述
中的應用_J]．計算機工程與應用，2003，39(21)：209—210，
224．
YIN Jiafan， W AN G Sun’an， SHENG W anxing， et a1．
XML’s Application in Device Description in Substation[J]．
Computer Engineering and Applications，2003，39(21)：2()9·
210， 224．
[8]趙新寧，王汝傳．ASN 1到c／c++編譯器實現的研究[J]．
南京郵電學院學報： 自然科學版，2004，23(2)：86—89．
ZHAO Xinning， WAN G Ruchuan Research Andimplementation
of ASN 1 to C／C++S Compiler[J]．Journal of Nanjing
University of Posts and Telecommunications(Natural Science)．
2003． 23(2)： 86．89．
[9]張沛超，高翔．數字化變電站系統(tǒng)結構_J]．電網技術，2006，
3()(24)：77—81．
ZHAN G Peichao，GAO Xiang System Architecture of Digitized
Substation[J]．Power System Technology，2006，30
(24)：77．8I．
[10]鄒小玉，王浩，吳曉博．IEC 6185()標準中SCL語言的幾個
實踐應用問題探討[J]．電力系統(tǒng)自動化，2006，30(15)：
77— 80．
ZOU Xiaoyu， WAN G Hao， W U Xiaobo． Discussion on
Practical Issues of Substation Configuartion Language in IEC
61850 Standards[J]．Automation of Electric Power System，
20(36， 30(15)： 77-80．
[11]辛耀中，王永福，任雁銘，等 中國IEC 61850研發(fā)及互操
作試驗情況綜述[J]．電力系統(tǒng)自動化，2007，31(12)：1—6．
XIN Yaozhong， W AN G Yongfu， REN Yanming， et a1．
Survey on Research Development and Interoperability Test of
IEC 61850 in China[J]．Automation of Electric Power System，
2()07，31(2)：1．6．
[12]王照，任雁銘．IEC 61850數據集模型的應用_J]．電力系統(tǒng)
自動化，2005，29(2)：61—63．
WAN G Zhao，REN Yanming．Application of a DATA-SET
Model in IEC 6185()_J]．Automation of Electric Power System
，2005，29 (2)：61—63．
[13]陳樹勇，宋書芳，李蘭欣，等．智能電網技術綜述[J]．電網
技術，2009，33(8)：1—7．
CHEN Shuyong，SONG Shufang， LI Lanxin， et a1．Survey
on Smart Grid Technology[J]．Power System Technology，
2009， 33(8)： 1．7．
作者簡介：駱啟松(1969)， 男，湖南新田人。工程師，工學學士，
主要從事電網自動化及電力信息化的研究和應用工作。
(編輯 彭艷)
(上接第23頁)
M ethod of Fault Line Selection for Single--phase·-to-·earth Falut
in Networks with Ungrounded Neutral Based on Zero Sequence
Power[J]．Relay，2002，30(15)：30-32．
[1I廠陳志亮，范春菊．基于5次諧波變量的小電流接地系統(tǒng)選線
_J]．電力系統(tǒng)及其自動化學報，2006，18(6)：13—16．
CHEN Zhiliang，FAN Chunju．Fault Line Selection for Small
Current Neutral Grounding System Based on the Fifth Harmonic
Current Mutation in Distribution System[J]．Proceedings
of the CSU—EPSA，2006，18(6)： 13-16．
[11]孫文武．基于綜合選線算法的小電流接地選線裝置的研究
[D]．保定：華北電力大學，2006．
SUN W enwu．Study on Devices for Line Selection of No．ef—
fective Earthing System[D]．Baoding：North China Electric
Power University，2006．
[12]郝治國，徐靖東，尤敏 小電流接地系統(tǒng)單相故障定位方法
綜述_J]．陜西電力，2008，36(8)：1—5．
HAO Zhiguo，XU Jingdong，YOU Min．Review of Single
Phase Fault Location Method for Small Current Neutral
Grounding System[J]．Shaanxi Electric Power，2008，36
(8)． 1．5．
作者簡介：郭素梅(1983)，女，河北邯鄲人。工學碩士，主要從事
電力系統(tǒng)繼電保護工作。
(編輯李麗娟)

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