辐射型线路的小电流接地故障保护方案设计思路及基本功能

一、辐射型线路的小电流接地故障保护方案的总体设计思路 

     考虑到配电网系统故障特征及线路保护的配置情况，故障的处理原则如下：相间故障、单相大电流故障由保护装置处理；单相小电流接地由小电流接地选线装置处理；高阻故障或复杂故障，由监控人员人工干预处理。具体如下： 
第1轮：自动选线。由小电流接地选线装置根据零序故障特征判断故障线路并跳闸，由线路保护实现重合闸。 
第2轮：自动轮切。由小电流接地选线装置综合考虑本次故障量特点、历*本站线路故障率、负荷重要等级等因素制定轮切策略，逐条跳开各线路，由线路保护实现重合闸。 
第3轮：人工干预。对于多条线路同时或相继故障、母线故障等特殊情况，经过第2轮处理仍无法隔离故障点，选线装置发出告警信号，由运行人员人工干预隔离故障，逐条跳开各线路，不重合，直至故障消失，然后逐条合上各线路开关，如有故障则再跳开该线路，并继续处理下一条线路。 

二、装置基本功能
 
    根据以上设计思路，提出了一种集成轮切功能的小电流接地选线装置设计方案，当检测到系统配电网系统发生接地故障时，先由小电流选线装置进行选线跳闸，如自动选线隔离故障失败，再由轮切功能按线路轮切顺序表进行轮切，以实现系统故障隔离。基于该方案设计的装置应具备以下基本功能： 

1、装置具备接地选线功能。当系统发生单相接地时，装置能根据设置选出1～3条故障支路，并显示接地线路及母线名称（编号）。 
2、装置具备接地保护跳闸功能，跳闸继电器出口持续时间为60 ms，跳闸功能通过接入保护跳闸回路实现跳闸。跳闸功能投退和跳闸延时可按线路独立整定。 
3、当选线跳闸失败后可直接启动轮切功能来跳闸切除故障线路；或当保护灵敏度不足时（选线定值＞3U0＞轮切定值）可经延时来启动轮切功能（长时限轮切）；该功能可投退，延时可整定；各线路是否参与轮切可独立整定。 
4、装置具备后加速跳闸功能。当选线跳闸成功而重合于故障时（若线路重合闸投入），装置可加速跳闸切除该故障线路；该功能可投退。 

三、动态加权选线方案 

    多年的运行经验表明，依靠单一判据的选线装置很难适应复杂多变的小电流接地系统。采用基于诊断区域的动态加权选线方案，综合稳态原理、暂态原理等多种选线原理，充分发挥各种选线原理的优势，根据特定的故障特征量对线路进行定级分区，可分为故障疑似区（可能为故障线路）、故障模糊区（不确定区）、故障排除区（肯定非故障线路）等多个区域，并给出每条线路的故障概率值。 

   根据故障特征量的强弱程度，对故障所采用选线算法进行动态加权，给出每条线路的综合故障概率值，并根据综合故障概率值进行排序，高的为跳闸考虑线路。当选线装置的备选跳闸次数设置大于1且选线跳闸错误时，还可利用选线跳闸、重合时刻的数据信息等对线路故障概率值进行调整。 

    同时线路故障权重还可与线路长短（长线路故障率高于短线路）、线路类型（架空线路故障率高于电缆线路）、投运年限（处于浴盆曲线中段的线路故障率较低）等各种因素结合，通过对线路综合特征分析提炼出先验模型，参与线路故障概率加权计算。 

四、轮切功能实现方案

    为兼容运行现状及后期技术发展需求，轮切功能设计了固定轮切与自动轮切2种模式。

固定轮切：轮切顺序表由人工整定；

自动轮切：轮切顺序表由装置自动计算生成。综合考虑本次故障量特点、历*本站线路故障率等因素制定轮切策略。

    轮切启动后，选线装置按设定的轮切模式读取轮切顺序表，并按顺序表依次执行，已参与选线跳闸的线路不再参与轮切。