小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線原理綜述

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1、小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線原理綜述本文來自工控商務(wù)網(wǎng)：http://www.gkcity.com/摘要：簡要分析發(fā)生單相接故障時系統(tǒng)基本特征，并此基礎(chǔ)上回顧了小電流系統(tǒng)單相接保護國內(nèi)外研究發(fā)展歷史，系統(tǒng)分析了幾種保護原理特點，提出了尚需解決問題，最后給出了分析結(jié)論。?關(guān)鍵詞：小接電流系統(tǒng)?單相接?故障選線?0?引言????目前世界各國配電網(wǎng)都采用中性點不直接接方式（NUGS）。因其發(fā)生接故障時，流過接點電流小，稱其為小電流接系統(tǒng)?？煞譃橹行渣c不接系統(tǒng)（NUS）、中性點經(jīng)電阻接系統(tǒng)（NRS）和中性點經(jīng)消弧線圈接系統(tǒng)（NES）。故障時三個線電壓仍然對稱，特別是中性點經(jīng)消弧線圈接系統(tǒng)，流過接

2、點電流很小，不影響對負(fù)荷連續(xù)供電，《電力系統(tǒng)安全規(guī)程》規(guī)定仍可繼續(xù)運行0.5~2個小時。但小接電流系統(tǒng)單相接時，非故障相電壓會升為線電壓，長時間帶故障運行極易產(chǎn)生弧光接，形成兩點接故障，引起系統(tǒng)過電壓，影響系統(tǒng)安全。，需要一種接后能選擇故障線路裝置進行故障檢測，一般不動作于跳閘而僅動作于信號。?1?研究狀況回顧????國外對小電流接保護處理方式各不相同。前蘇聯(lián)采用中性點不接方式和經(jīng)消弧線圈接方式，保護主要采用零序功率方向原理和首半波原理。日本采用高阻抗接方式和不接方式，但電阻接方式居多，其選線原理較為簡單，不接系統(tǒng)主要采用功率方向繼電器，電阻接系統(tǒng)采用零序過電流保護瞬間切除故障線路。近年來

3、一些國家如何獲取零序電流信號及接點分區(qū)段方面作了不少工作并已將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于接保護。美國電網(wǎng)中性點主要采用電阻接方式，利用零序過電流保護瞬間切除故障線路，但故障跳閘僅用于中性點經(jīng)低阻接系統(tǒng)，對高阻接系統(tǒng)，接時僅有報警功能。法國過去以電阻接方式居多，利用零序過電流原理實現(xiàn)接故障保護，城市電纜線路不斷投入，電容電流迅速增大，已開始采用自動調(diào)諧消弧線圈以補償電容電流，并為解決此種系統(tǒng)接選線問題，提出了利用Prony方法[1]和小波變換以提取故障暫態(tài)信號中信息（如頻率、幅值、相位）以區(qū)分故障與非故障線路保護方案，但還未應(yīng)用于具體裝置。挪威一公司采用測量零序電壓與零序電流空間電場和磁場相位方法，

4、研制了一種懸掛式接故障指示器，分段懸掛線路和分叉點上。加拿大一公司研制微機式接故障繼電器也采用了零序過電流保護原理，其軟件算法部分采用了沃爾什函數(shù)，以提高計算接故障電流有效值速度。90年代，國外有將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及專家系統(tǒng)方法應(yīng)用于保護文獻。????我國配電網(wǎng)和大型工礦企業(yè)供電系統(tǒng)大都采用中性點不接或經(jīng)消弧線圈接運行方式，近年來一些城市電網(wǎng)改用電阻接運行方式。礦井6~10kV電網(wǎng)過去一直采用中性點不接方式，隨井下供電線路加長，電容電流增大。近年來消弧線圈礦井電網(wǎng)中到了推廣應(yīng)用并主要采用消弧線圈并串電阻接方式。單相接保護原理研究始于1958年，保護方案從零序電流過流到無功方向保護，從基波方案發(fā)

5、展到五次諧波方案，從步進式繼電器到群體比幅比相，以及首半波方案，先后推出了幾代產(chǎn)品，如許昌繼電器廠ZD系列產(chǎn)品，北京自動化設(shè)備廠XJD系列裝置，中國礦大μP-1型微機檢漏裝置和華北電力大學(xué)研制系列微機選線裝置等。2?單相接時NUGS主要特征????現(xiàn)對NUGS單相接故障前后特征歸納如下:????(1)?零序電壓互感器開口電壓通常為零。(實際上不平衡電壓影響小于5V)。接后接近100V(金屬性接:經(jīng)電阻接U02∈(30,100))。????(2)?非接線路(設(shè)線路序號為K)零序電流Iok為該線路對等效電容電流，相位超前零序電壓U090°。????(3)?接線路零序電流I0和非接線路零序電流方

6、向相反，即相位滯后零序電壓U090°，且等于所有非接線路中電容電流與變壓器中性點電流之和。????(4)?對經(jīng)消弧線圈接系統(tǒng)(NES)，零序電流5次諧波對以上結(jié)論成立。????(5)?以上結(jié)論，與故障點接電阻，系統(tǒng)運行方式，電壓水平和負(fù)荷無關(guān)。?????常規(guī)微機小電流接選線裝置工作原理一般都是基于以上幾個特點設(shè)計，但實現(xiàn)方式和可靠性程度不盡相同。3?對幾種選線保護原理討論????3.1?早期單一判據(jù)原理????線路自身電容電流可能大于系統(tǒng)中其他線路電容電流之和，按零序電流大小整定過電流繼電器理論上就不完善，它還受系統(tǒng)運行方式、線路長短等許多因素影響，而導(dǎo)致誤選、漏選、多選;“功率方向”原理

7、采用逐條檢測零序電流I0功率方向來完成選線功能，當(dāng)用于短線路時，該線路零序電流小，再加之功率方向受干擾，一定程度上選線是不可靠，更多發(fā)生誤、漏選情況;?用各線路零序電流作比較，選出零序電流最大線路為故障線路“最大值”原理，多條線路接或線路長短相差懸殊情況下，很可能造成誤選和多選;“首半波”原理基于接故障發(fā)生相電壓接近最大值瞬間這一，利用故障后故障線路中暫態(tài)零序電流每一個周期首半波與非故障線路相反特點實現(xiàn)選擇性保護，但它不