中性點非有效接地系統(tǒng)單相接地故障選線新方法研究.pdf

1、我國配電網(wǎng)廣泛采用中性點非有效接地系統(tǒng)，其頻繁發(fā)生的單相接地故障后的選線問題多年來一直備受關(guān)注。為了解決該問題至今已提出許多種選線方法，根據(jù)這些方法制作出的選線設(shè)備較好的解決了我國電力系統(tǒng)配電網(wǎng)在系統(tǒng)污染不太嚴(yán)重，接地電阻較小情況下的接地選線問題。但對于系統(tǒng)污染較嚴(yán)重的油田、煤礦等電網(wǎng)或當(dāng)接地電阻較大時，現(xiàn)有的選線方法及設(shè)備的選線準(zhǔn)確性還有待提高。 與發(fā)生單相接地后立即跳閘的中性點有效接地系統(tǒng)相比，發(fā)生單相接地后不必立即跳閘的中

2、性點非有效接地系統(tǒng)在供電可靠性方面有著明顯優(yōu)勢。而且隨著對電能質(zhì)量關(guān)注程度的日益增加，這一優(yōu)勢愈加明顯。但如果當(dāng)中性點非有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相永久性接地后無法進行自動準(zhǔn)確選線的話，那么它在提高供電可靠性方面的優(yōu)勢將無法得到充分體現(xiàn)。因此，為了提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，充分發(fā)揮中性點非有效接地系統(tǒng)的運行優(yōu)勢，尋找一種在惡劣情況下仍能實現(xiàn)準(zhǔn)確選線的故障選線方法是很有意義的。 本文針對中性點非有效接地系統(tǒng)單相接地后故障電流太小而難易

3、檢測這一特點，首次提出了基于可控短路概念的故障選線方案，即當(dāng)中性點非有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，通過使系統(tǒng)中性點瞬時短路，等效的將原有的中性點非有效接地系統(tǒng)在很短的時間內(nèi)變成有效接地系統(tǒng)，從而產(chǎn)生大的短路電流流過接地線路；同時，我們還可以控制上述短路時間的長短，這樣就會產(chǎn)生一個強度足夠大同時又不至于大到影響系統(tǒng)正常運行的短路脈沖用于故障線路的判定。其典型實施方案是在變電站主變中性點與地之間串入一可控硅，通過控制可控硅的導(dǎo)通方式來實現(xiàn)上述

4、過程。由于短路脈沖產(chǎn)生方式的靈活性以及在信號檢測方面采用了相鄰周波相減的非線性濾波方法，使得可控短路選線方案克服了原有諸多選線方案因信號強度太弱或特征不夠鮮明造成的信號難易提取的弊端。嚴(yán)謹?shù)睦碚摲治?、仿真和模擬實驗都驗證了可控短路選線方案有著極高的選線準(zhǔn)確性，很有可能從根本上解決中性點非有效接地系統(tǒng)的單相接地選線問題。 針對可控短路選線典型實施方案現(xiàn)場實施上的困難，提出了其改進方案，即在接地故障狀態(tài)下通過利用可控硅對母線PT二次

5、開口角實施可控短路，等效的對PT一次中性點實施有效接地，從而產(chǎn)生短路脈沖流經(jīng)故障線路用于故障線路的判定。由于周期性產(chǎn)生的短路脈沖的有效值很小，所以PT容量對短路脈沖的限制作用大大削弱，從而使得改進后的可控短路選線方案在簡化了現(xiàn)場實施過程、降低了實施造價的同時，獲得了與改進前的可控短路選線方案相似的選線準(zhǔn)確性。在改進可控短路選線方案的基礎(chǔ)上，提出了基于單個可控硅的PT開口角瞬時短接消諧方案，理論和仿真驗證了該消諧方法的有效性，從而使得PT

6、開口角可控短路選線方案有望真正成為解決中性點非有效接地系統(tǒng)單相接地選線和鐵磁諧振問題的理想方法。根據(jù)系統(tǒng)識別原理，首次提出了基于增益阻抗理論的故障選線方案。理論分析、仿真和模擬實驗均驗證了該方法的有效性。該選線方法理論新穎，物理概念明確，現(xiàn)場實施簡單，為解決中性點非有效接地系統(tǒng)單相接地選線問題提供了值得借鑒的思路。 模擬實驗是檢驗理論有效性的重要實踐手段。由可控短路器、短路脈沖檢測器和簡化配電網(wǎng)模型組成的通用模擬實驗平臺的建立，