入地電纜弧光接地過電壓保護(hù)策略研究.pdf

1、隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，各種經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)林立，用戶用電呈電能質(zhì)量要求高、用電區(qū)域集中和用電量大的趨勢(shì)發(fā)展。為了提高配網(wǎng)的配電能力、提高系統(tǒng)的安全可靠性，近年來國(guó)家對(duì)城市配電網(wǎng)進(jìn)行了大規(guī)模的改造升級(jí)，將原有的架空線路改為入地電力電纜。由于單位長(zhǎng)度的電纜對(duì)地電容是架空線路的幾十倍，隨著城市配電網(wǎng)入地電纜化程度將會(huì)越來越高，配電網(wǎng)系統(tǒng)電容電流越來越大。系統(tǒng)對(duì)地電容電流過大，使得系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生容性過剩無功。同時(shí)在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，易

2、產(chǎn)生弧光接地過電壓，給城市配電網(wǎng)的管理和運(yùn)營(yíng)帶來了新的挑戰(zhàn)。因此，本文主要對(duì)弧光接地過電壓故障的產(chǎn)生及其保護(hù)策略進(jìn)行研究，為管理和運(yùn)營(yíng)部門提供參考依據(jù)。
　　本文首先通過對(duì)電纜配電網(wǎng)絡(luò)的各種故障類型進(jìn)行分析，得出發(fā)生單相接地故障時(shí)產(chǎn)生間歇性接地電弧的原因以及其對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，并對(duì)弧光接地過電壓故障模型進(jìn)行理論研究。在此基礎(chǔ)上，分別建立了永久性接地故障模型和弧光接地過電壓故障模型。利用故障相的電壓和故障接地點(diǎn)電流實(shí)現(xiàn)對(duì)接地點(diǎn)電

3、弧的熄滅和燃燒的優(yōu)化控制，同時(shí)根據(jù)弧道能量平衡理論實(shí)現(xiàn)弧道電阻的非線性變化，建立了基于電壓和電流綜合控制的間歇性接地電弧優(yōu)化邏輯控制模型。為進(jìn)一步研究弧光接地過電壓故障保護(hù)分析奠定了基礎(chǔ)。其次，對(duì)弧光接地過電壓接地故障保護(hù)進(jìn)行了理論研究。針對(duì)電纜網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)以及其他弧光接地過電壓故障保護(hù)的不足，建立了一種多層控制的弧光接地過電壓故障保護(hù)綜合控制策略。通過三相并聯(lián)電抗器補(bǔ)償系統(tǒng)容性過剩無功，解決系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，對(duì)地電容電流過大引起的系統(tǒng)無功

4、失衡，以保證系統(tǒng)線路電壓穩(wěn)定。當(dāng)城市配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，利用三相并聯(lián)電抗器補(bǔ)償系統(tǒng)對(duì)地電容電流與中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地配合，以限制弧光接地過電壓的產(chǎn)生。當(dāng)?shù)诙庸收媳Ｗo(hù)中出現(xiàn)無法有效限制弧光接地過電壓情況時(shí)，投入基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的分流接地故障保護(hù)，可快速將故障轉(zhuǎn)為金屬性接地故障，便于繼電保護(hù)能夠準(zhǔn)確切除故障線路。最后，在MATLAB環(huán)境下分別建立了電弧優(yōu)化邏輯控制模型和110kV全電纜出線變電站仿真模型，并對(duì)電弧優(yōu)化邏輯控制模型和弧光接