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《基于暫態(tài)信號的小電流接地系統(tǒng)故障選線新方法的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于暫態(tài)信號的小電流接地系統(tǒng)故障選線新方法的研究（國網(wǎng)河南省電力公司周口供電公司河南省周口市466000）摘要：在我國3-66kV配電網(wǎng)中，廣泛采用小電流接地系統(tǒng)，而此系統(tǒng)發(fā)生最多的是單相接地故障，所以如何快速準(zhǔn)確地檢測出故障線路一直是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的重要研究課題。木文在常規(guī)的小電流接地故障選線技術(shù)的基礎(chǔ)上,著重介紹該領(lǐng)域的最新研究成果一一利用暫態(tài)信號的故障選線、定位技術(shù)及其應(yīng)用情況。關(guān)鍵字：小電流接地系統(tǒng)；單相接地故障；暫態(tài)信號1前言小電流接地系統(tǒng)有單相接地故障時，由于故障電流微弱以及故障點(diǎn)電弧不穩(wěn)定等原因，接地故障的選線與定
2、位比較困難。長期以來，人們做了大量的工作，開發(fā)出了許多種檢測方法及裝置，但實(shí)際運(yùn)行效果并不理想。由于缺少可靠的故障選線手段，大多供電企業(yè)不得不用人工拉路的方法選擇故障線路。人工拉路會造成非故障線路供電短時中斷，影響用戶用電設(shè)備的正常工作，這在越來越重視電能質(zhì)量的今天是十分不可取的。目前，我國供電企業(yè)正在積極應(yīng)用配電自動化技術(shù)，以提高供電質(zhì)量及管理效率。配電自動化的一個重要內(nèi)容是自動故障定位、隔離及非故障線路恢復(fù)供電。配電網(wǎng)故障大部分是單相接地故障，己經(jīng)上馬的配電自動化系統(tǒng)大多并不能可靠地定位小電流接地故障，使其提高供電可靠性的作用
3、大打折扣。因此，迫切需要開發(fā)可靠的小電流接地故障選線及定位技術(shù)。2基于暫態(tài)信號的故障選線技術(shù)小電流接地電網(wǎng)單相接地故障絕大部分發(fā)生在電壓出現(xiàn)或接近峰值時,故障相電容放電以及非故障相電容充電產(chǎn)生一個明顯的暫態(tài)過程。故障線路暫態(tài)零序電流主頻率在300?3000Hz之間，幅值是穩(wěn)態(tài)電流的幾倍到幾十倍。暫態(tài)信號主要包括高頻分量，消弧線圈作用不明顯，領(lǐng)用暫態(tài)電流進(jìn)行故障選線，具奮靈敏度高，不受消弧線圈影響的優(yōu)點(diǎn)。由于只利用故障之初幾個毫秒內(nèi)的信號,暫態(tài)法還特別適用于檢測電弧不穩(wěn)定的接地故障。在成用暫態(tài)法時，自然會遇到選擇暫態(tài)數(shù)據(jù)吋間窗U的問
4、題。如果窗U吋間選的過小，信號利用不充分，影響檢測靈敏度及抗干擾能力；反之，窗口選得過長，信號中在暫態(tài)分量作用變?nèi)?，受消弧線圈的影響，可能做成選線失敗。這些問題促使人們進(jìn)行深入地研宄，提出新的利用暫態(tài)信號的故障選線方法圖1穩(wěn)定接地故障暫態(tài)信號及計算結(jié)果33利用暫態(tài)信號的故障選線新方法3.1對信號進(jìn)行預(yù)處理的暫態(tài)零序電流比較法電網(wǎng)接地故障產(chǎn)生的暫態(tài)信號包括從直接到數(shù)千Hz豐富的頻率分量，其中包括支持上述選線原理的“正確”分量，也有不支持選線原因的“錯誤”分量。首先，暫態(tài)電流比較法成立的一個基本前提是接地母線上所冇的線路均可用一電容來
5、等效，即所有線路呈容性，否則，健全饋線-些呈容性，一些呈感性，難以確定零序電流分布規(guī)律，找不出故障線路電流區(qū)別于非故障線路的特征。根據(jù)電路理論，零序網(wǎng)絡(luò)中饋線是一個末端開路的傳輸線，由母線看進(jìn)去的輸入阻抗隨頻率變化，在頻率小于其第一次串聯(lián)諧振頻率時，饋線阻抗角接近負(fù)900,呈容性，因此可以用一電容來等效。按均勻傳輸線的有關(guān)理論，任一線路的首次串聯(lián)諧振頻率ω可表示為：由公式(1)看來，首次諧振頻率與線路長度成反比。由于配電網(wǎng)饋線一般比較短，ω—般不會超過3000Hz,遠(yuǎn)大于接地故障暫態(tài)信號主頻率。因此，對30
6、00Hz以下的頻率分量來說，所有饋線均可用一電容來等效。另外要考慮的因素是消弧線圈的影響。消弧線圈電流與電容電流相抵消影響故障線路零序電流的特征。電網(wǎng)一般采用過補(bǔ)償方式，且調(diào)諧于工頻附近。在頻率小于調(diào)諧頻率吋，感性電流大于容性電流，導(dǎo)致故障線路零序電流與非故障線路方向一致。綜上所述，在一選定的頻帶范圍內(nèi)，故障線路零序電流幅值最大且與非故障線路方向相反。該頻帶的上限可選在3000Hz，對于小顧線圈接地電網(wǎng)來說下限選為150Hz,而對于中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)，下限就是直流分量。3.2實(shí)際故障選線結(jié)果為驗(yàn)證新的暫態(tài)選線法，我們己開發(fā)出兩套記錄
7、小電流接地故障暫態(tài)信號的試驗(yàn)裝置，分別安裝于兩座llOkV變電站。該兩個變電站共有4段母線，中性點(diǎn)均為自動調(diào)諧消弧線圈接地。每段母線10kV出線數(shù)在10條以上、接地電流均在50A左右。多數(shù)出線為電纜架空線混合線路。圖2穩(wěn)定接地故障暫態(tài)信號及計算結(jié)果4結(jié)論隨著微電子及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們可以很容易地對故障暫態(tài)信號進(jìn)行高速采集、記錄與分析，暫態(tài)信號選線及定位技術(shù)的研宄取得了很大進(jìn)展。故障暫態(tài)信號包括豐富的頻率分量，在一選定的頻帶范圍內(nèi)，所有故障選線均可用一電容來等效，H可以忽略消弧線圈的影響。本文介紹的利用暫態(tài)信號的接地故障選線新技
8、術(shù)，可靠、靈敏，且不受消弧線圈及故障電弧不穩(wěn)定的影響，是小電流接地故障的選線及定位技術(shù)的重要突破。參考文獻(xiàn)[1】陳永明，趙宇等.小電流接地系統(tǒng)故障選線裝置砬用原理及發(fā)展方向.動力與電氣工程,2009,06:135?137.[2】徐丙垠，等.小電流接
