基于直流注入原理的配電網(wǎng)單相故障選線定位研究.pdf

1、我國(guó)6～35kV的中低壓配電網(wǎng)主要采用小電流接地系統(tǒng),它主要包括中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng),小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的機(jī)率最高。當(dāng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí),只有系統(tǒng)的分布電容引起很小的零序電流,三相線電壓依然保持不變,在短時(shí)間內(nèi)不影響對(duì)用戶(hù)的正常供電。所以規(guī)程規(guī)定小電流接地系統(tǒng)可帶單相接地故障繼續(xù)運(yùn)行1～2小時(shí)。但單相接地故障會(huì)引起非故障相對(duì)地電壓升高,長(zhǎng)時(shí)間的接地運(yùn)行容易造成兩相短路。若發(fā)生間歇性弧光接地

2、還會(huì)引起全系統(tǒng)過(guò)電壓,進(jìn)而破壞系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此必須盡快查找出故障線路及接地故障點(diǎn),從而盡快排除故障。
　　 針對(duì)小電流接地系統(tǒng)單相接地故障查找的問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外的繼電保護(hù)工作者進(jìn)行了不懈地研究與探索。本文在參考諸多國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,論述了小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線定位保護(hù)的發(fā)展歷史及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分類(lèi)探討了現(xiàn)有各種選線方案的原理、特點(diǎn)及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。介紹了小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的特點(diǎn),分別分析了中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中

3、性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的特征,主要包括單相接地故障時(shí)的穩(wěn)態(tài)特征和暫態(tài)特征。
　　 介紹了一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障保護(hù)的新方法——“直流注入法”,它的主要特點(diǎn)是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后,通過(guò)接地變壓器向故障線路故障相注入一種特殊的直流電流信號(hào),該直流信號(hào)沿故障線路故障相流動(dòng)并經(jīng)故障點(diǎn)入地,通過(guò)對(duì)注入的直流電流信號(hào)進(jìn)行尋蹤就可以找到故障線路和故障點(diǎn)的確切位置。本文的重點(diǎn)是從理論上證明了該直流注入原理的可行性;

4、建立了相關(guān)的電路模型;詳細(xì)分析了該原理各相關(guān)參數(shù)的計(jì)算公式;推導(dǎo)了直流注入原理耐受過(guò)渡電阻能力的計(jì)算表達(dá)式;并分析了直流注入原理對(duì)配電網(wǎng)的影響。同時(shí)闡述了該原理的優(yōu)點(diǎn):利用直流注入原理不僅提高了選線定位保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確率,還具有較高耐受過(guò)渡電阻的能力。除此之外,當(dāng)注入脈動(dòng)直流電流的有效值在100mA～2A之間變化時(shí),不會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成影響。
　　 本文簡(jiǎn)單介紹了電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC的功能、元件庫(kù)和仿真

5、程序執(zhí)行的過(guò)程。利用軟件PSCAD/EMTDC來(lái)搭建配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的模型,通過(guò)仿真故障線路和非故障線路中的半波直流電流信號(hào)來(lái)驗(yàn)證文章中所提到的基于直流注入原理的配電網(wǎng)故障選線方法的可行性;通過(guò)仿真故障線路故障點(diǎn)前和故障點(diǎn)后的半波直流電流信號(hào)來(lái)驗(yàn)證基于直流注入原理進(jìn)行配電網(wǎng)故障定位的可行性。
　　 對(duì)實(shí)現(xiàn)直流注入原理的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹:包括直流發(fā)生器的實(shí)現(xiàn);探測(cè)半波直流的檢測(cè)方法及自適應(yīng)可調(diào)電阻的實(shí)現(xiàn)。主