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  • 頭條準(zhǔn)確率高、靈敏度高,小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線的新方法
    2020-01-09 作者:楊帆、牟龍華、張鑫、邱進(jìn)  |  來源:《電氣技術(shù)》  |  點擊率:
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    導(dǎo)語同濟大學(xué)電氣工程系、中國電力科學(xué)研究院有限公司的研究人員楊帆、牟龍華、張鑫、邱進(jìn),在2019年第3期《電氣技術(shù)》雜志上撰文(論文標(biāo)題為“基于序分量差異性的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線法”)指出,在小電流接地系統(tǒng)中,利用單相接地故障的零序電流特征進(jìn)行故障選線有一定的局限性。 本文針對這一問題,首先從單相接地故障負(fù)序電流的原理與分布特點入手,說明了基于負(fù)序電流進(jìn)行故障選線的優(yōu)越性。然后通過比較故障后各饋線零序電流與負(fù)序電流的暫態(tài)幅值特點,提出了一種基于序分量差異性的暫態(tài)選線方法。該方法選線準(zhǔn)確率高,且對高阻接地或過零點接地等惡劣故障狀況的選線靈敏度高。仿真實驗驗證了該方法的有效性。

    配電網(wǎng)故障保護(hù)與自愈控制一直是學(xué)術(shù)交流的熱點話題,小電流接地故障選線作為故障保護(hù)的第一環(huán)節(jié),一直以來都備受關(guān)注。選擇什么故障量作為分析對象和選擇什么分析方法進(jìn)行故障選線,是該領(lǐng)域面臨的主要問題。

    配電網(wǎng)中,大部分饋線都會被安裝有電流互感器,但電壓互感器卻不會大范圍配置,因此基于功率方向及電壓電流相位差的判據(jù)便無法使用。由此可見,開發(fā)基于電流信息的保護(hù)方案適用范圍更廣。目前配電網(wǎng)單相接地故障選線主要是對各饋線的零序電流進(jìn)行分析比較,提取零序電流的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)特征,例如比幅法、比相法、能量法等。

    這些方法普遍存在的問題是:零序電流的抗接地過渡電阻能力差;受系統(tǒng)三相不平衡影響,系統(tǒng)中性點接地方式會嚴(yán)重影響到零序電流的幅值。

    相比之下,配電網(wǎng)發(fā)生故障后,故障點處流出的負(fù)序電流大部分流向系統(tǒng)側(cè),正常線路中流過的負(fù)序電流很小,各線路負(fù)序電流的故障特征區(qū)別度很大。此外,負(fù)序電流還具有不受中性點接地方式影響、抗過渡電阻能力強、不平衡分量易消除等優(yōu)點。但由于故障發(fā)生后的短暫時間內(nèi)故障電流為瞬時變化的暫態(tài)分量,因此負(fù)序電流的提取成為主要問題。近年來比較常用的方法是移相法、瞬時分量法等。

    本文首先分析了小電流接地系統(tǒng)單相接地故障后系統(tǒng)負(fù)序電流的分布特點,通過與零序電流的分布特點相比較,提出了一種基于序分量差異性的選線方法。該方法能夠消除量綱,并且有效地區(qū)分出故障線路,其優(yōu)點在于對于高阻接地或過零點接地等惡劣故障狀況的選線靈敏度高。通過仿真實驗驗證了該選線方法的可靠性與靈敏性。

    準(zhǔn)確率高、靈敏度高,小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線的新方法

    圖1 配電網(wǎng)絡(luò)單相接地故障的負(fù)序等值電路

    結(jié)論

    本文對配電網(wǎng)單相接地故障負(fù)序電流的原理及分布特征進(jìn)行了詳細(xì)地分析,論證說明了正常線路與故障線路序電流特征的差異性,并提出了一種基于序分量差異性的小電流接地故障選線方法。仿真實驗結(jié)果表明,基于序分量差異法的選線方案能夠有效的識別出故障線路。該選線判據(jù)對于極端接地故障,如高阻接地、相電壓過零點接地等,具有很高的靈敏度。