中性點(diǎn)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(diǎn)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(shí)，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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)非有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相永久性接地后無法進(jìn)行自動(dòng)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(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)勢，尋找一種在惡劣情況下仍能實(shí)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(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)非有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，通過使系統(tǒng)中性點(diǎn)瞬時(shí)短路，等效的將原有的中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)在很短的時(shí)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(shí)，我們還可以控制上述短路時(shí)間的長短，這樣就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)度足夠大同時(shí)又不至于大到影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的短路脈沖用于故障線路的判定。其典型實(shí)施方案是在變電站主變中性點(diǎn)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(shí)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(hào)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(hào)強(qiáng)度太弱或特征不夠鮮明造成的信號(hào)難易提取的弊端。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摲治?、仿真和模擬實(shí)驗(yàn)都驗(yàn)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(diǎn)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(shí)施方案現(xiàn)場實(shí)施上的困難，提出了其改進(jìn)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(shí)施可控短路，等效的對PT一次中性點(diǎn)實(shí)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(jìn)后的可控短路選線方案在簡化了現(xiàn)場實(shí)施過程、降低了實(shí)施造價(jià)的同時(shí)，獲得了與改進(jìn)前的可控短路選線方案相似的選線準(zhǔn)確性。在改進(jìn)可控短路選線方案的基礎(chǔ)上，提出了基于單個(gè)可控硅的PT開口角瞬時(shí)短接消諧方案，理論和仿真驗(yàn)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(diǎn)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(shí)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(shí)驗(yàn)均驗(yàn)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(shí)施簡單，為解決中性點(diǎn)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(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論有效性的重要實(shí)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(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立，