輻射型線路的小電流接地故障保護方案設計思路及基本功能

一、輻射型線路的小電流接地故障保護方案的總體設計思路 

     考慮到配電網系統故障特征及線路保護的配置情況，故障的處理原則如下：相間故障、單相大電流故障由保護裝置處理；單相小電流接地由小電流接地選線裝置處理；高阻故障或復雜故障，由監控人員人工干預處理。具體如下： 
第1輪：自動選線。由小電流接地選線裝置根據零序故障特征判斷故障線路并跳閘，由線路保護實現重合閘。 
第2輪：自動輪切。由小電流接地選線裝置綜合考慮本次故障量特點、歷*本站線路故障率、負荷重要等級等因素制定輪切策略，逐條跳開各線路，由線路保護實現重合閘。 
第3輪：人工干預。對于多條線路同時或相繼故障、母線故障等特殊情況，經過第2輪處理仍無法隔離故障點，選線裝置發出告警信號，由運行人員人工干預隔離故障，逐條跳開各線路，不重合，直至故障消失，然后逐條合上各線路開關，如有故障則再跳開該線路，并繼續處理下一條線路。 

二、裝置基本功能
 
    根據以上設計思路，提出了一種集成輪切功能的小電流接地選線裝置設計方案，當檢測到系統配電網系統發生接地故障時，先由小電流選線裝置進行選線跳閘，如自動選線隔離故障失敗，再由輪切功能按線路輪切順序表進行輪切，以實現系統故障隔離。基于該方案設計的裝置應具備以下基本功能： 

1、裝置具備接地選線功能。當系統發生單相接地時，裝置能根據設置選出1～3條故障支路，并顯示接地線路及母線名稱（編號）。 
2、裝置具備接地保護跳閘功能，跳閘繼電器出口持續時間為60?ms，跳閘功能通過接入保護跳閘回路實現跳閘。跳閘功能投退和跳閘延時可按線路獨立整定。 
3、當選線跳閘失敗后可直接啟動輪切功能來跳閘切除故障線路；或當保護靈敏度不足時（選線定值＞3U0＞輪切定值）可經延時來啟動輪切功能（長時限輪切）；該功能可投退，延時可整定；各線路是否參與輪切可獨立整定。 
4、裝置具備后加速跳閘功能。當選線跳閘成功而重合于故障時（若線路重合閘投入），裝置可加速跳閘切除該故障線路；該功能可投退。 

三、動態加權選線方案 

    多年的運行經驗表明，依靠單一判據的選線裝置很難適應復雜多變的小電流接地系統。采用基于診斷區域的動態加權選線方案，綜合穩態原理、暫態原理等多種選線原理，充分發揮各種選線原理的優勢，根據特定的故障特征量對線路進行定級分區，可分為故障疑似區（可能為故障線路）、故障模糊區（不確定區）、故障排除區（肯定非故障線路）等多個區域，并給出每條線路的故障概率值。 

   根據故障特征量的強弱程度，對故障所采用選線算法進行動態加權，給出每條線路的綜合故障概率值，并根據綜合故障概率值進行排序，高的為跳閘考慮線路。當選線裝置的備選跳閘次數設置大于1且選線跳閘錯誤時，還可利用選線跳閘、重合時刻的數據信息等對線路故障概率值進行調整。 

    同時線路故障權重還可與線路長短（長線路故障率高于短線路）、線路類型（架空線路故障率高于電纜線路）、投運年限（處于浴盆曲線中段的線路故障率較低）等各種因素結合，通過對線路綜合特征分析提煉出先驗模型，參與線路故障概率加權計算。 

四、輪切功能實現方案

    為兼容運行現狀及后期技術發展需求，輪切功能設計了固定輪切與自動輪切2種模式。

固定輪切：輪切順序表由人工整定；

自動輪切：輪切順序表由裝置自動計算生成。綜合考慮本次故障量特點、歷*本站線路故障率等因素制定輪切策略。

    輪切啟動后，選線裝置按設定的輪切模式讀取輪切順序表，并按順序表依次執行，已參與選線跳閘的線路不再參與輪切。