作者特稿｜配电网单相高阻接地保护的新方法，解决故障识别和切除难题

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中性点经小电阻接地方式被广泛用于解决配电网单相接地故障识别的难题，但是在过渡电阻的影响下，零序电流保护易出现拒动，可得导致更为严重的设备和人身安全问题。

为此，输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学）、贵州电网有限责任公司贵阳供电局的研究人员龙毅、欧阳金鑫、熊小伏、马格土、杨明波，在2019年第17期《电工技术学报》上撰文，提出了一种小电阻接地系统单相高阻接地故障的保护方法，能够有效避免过渡电阻、电容电流、参数不对称度对保护灵敏度和可靠性的影响。

DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.181057

研究背景

配电网对地电容电流不断增大，使得单相接地故障电流增大，电弧不易熄灭，容易产生间歇性弧光接地过电压，使得中性点直接接地和经消弧线圈接地的配电网存在较大的安全隐患。小电阻接地方式因具有单相接地故障过电压水平低、保护实现简单等特点，逐渐成为了配电网主要的中性点接地方式。

然而，目前主要采用零序电流来识别配电网单相接地故障，零序电流保护定值需可靠躲过区外线路发生金属性接地故障时流过区内线路的对地电容电流，严重削弱了零序电流对高阻接地故障的灵敏度。

目前，配电网单相高阻接地故障的可靠识别和切除一直是电网安全运行的难题，尽管国内外学者开展了大量研究，但仍面临着整定复杂、实用性有限、灵敏度不足等问题。

论文所解决的问题及意义

论文构建了馈线零序功率变化量作为反应配电网单相接地故障的新的特征量，进而提出了基于零序功率变化量的保护判据和整定原则，解决了过渡电阻造成配电网单相接地故障难以可靠识别和切除的难题。

该方法仅需故障前后的馈线零序电流和故障相电压信息，原理简单、易于实现，具有较好的实用性，且保护判据和整定方法对区内外故障的划分界限明显，受线路电容电流和参数不对称度的影响小，具有较高的灵敏度和可靠性。

论文方法及创新点

1）根据故障前后的馈线零序电流特点，构造故障前后配电网馈线零序功率的变化量作为保护特征量，能够反映故障馈线过渡电阻消耗的有功功率，突出馈线故障特征。

2）根据故障馈线零序功率变化量大于非故障馈线零序功率变化量的特征，建立基于零序功率变化量的单相接地保护的判据，具有清晰的边界，保护灵敏度高。

3）利用非故障馈线的最大零序功率变化量作为基于零序功率变化量的单相接地保护的整定值，物理意义明确，保护可靠性高。

结论

针对中性点经小电阻接地系统面临单相高阻接地故障难以有效切除而存在较大安全隐患的问题，提出一种基于零序功率变化量的小电阻接地系统单相高阻接地保护方法。

保护原理建立在非故障馈线的零序功率变化量较小而故障馈线零序功率变化量反映过渡电阻有功功率的基础上，具有良好内部单相高阻接地故障灵敏性和外部故障可靠性，相比零序电流对过渡电阻识别能力更强，具有原理简单、实用性好、灵敏度和可靠性高的特点，可用于解决中性点经小电阻接地的配电网单相故障难以可靠识别和切除的难题。

引用本文

龙毅, 欧阳金鑫, 熊小伏, 马格土, 杨明波. 基于零序功率变化量的配电网单相高阻接地保护[J]. 电工技术学报, 2019, 34(17): 3687-3695. Long Yi, Ouyang Jinxin, Xiong Xiaofu, Ma Getu, Yang Mingbo. Protection Principle of Single-Phase High Resistance Fault for Distribution Network Based on Zero-Sequence Power Variation. Transactions of China Electrotechnical Society, 2019, 34(17): 3687-3695.

团队介绍

龙毅，硕士，研究领域为配电网保护与控制。参与项目为配电系统中性点接地方式选择与故障保护技术研究及示范；渝鄂柔直联网下西南同步电网保护运行风险及对策研究。

欧阳金鑫，博士、副教授，研究领域为交直流电力系统故障保护与安全控制、新能源接入电力系统故障运行分析与控制、微电网、主动配电网优化运行与保护、电力电子技术在电力系统中应用等领域的研究。参与项目为承担国家自然科学基金面上项目1项、青年基金项目1项，重庆市自然科学基金面上项目2项，中国博士后科学基金项目2项；参加国家重点研发计划项目2项，参加国家能源局专项项目、自然基金项目各1项；主持和参加电网公司科技项目20余项。

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