消弧線圈自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償與接地選線定位技術(shù)的研究.pdf

1、在各種電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)中，單相接地故障都是最主要的故障形式，一般占據(jù)到故障總數(shù)的70﹪以上。小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，雖然不形成短路回路，沒有量值很大的短路電流，且三相線間電壓依然對(duì)稱，不影響負(fù)載的正常工作，可以繼續(xù)運(yùn)行一定時(shí)間，但是在發(fā)生單相接地后，非接地相對(duì)地的電壓會(huì)升高，斷續(xù)性電弧接地時(shí)還會(huì)產(chǎn)生弧光過(guò)電壓，長(zhǎng)期運(yùn)行可能會(huì)損壞其絕緣，引發(fā)嚴(yán)重的相間故障。所以，在系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障后，應(yīng)該立即設(shè)法使其消除，在不能消除的情況

2、下，應(yīng)盡快找出故障線路和故障點(diǎn)，在進(jìn)行必要的負(fù)荷轉(zhuǎn)移后，人為地將接地設(shè)備從系統(tǒng)中切除。 電網(wǎng)對(duì)地分布電容的存在是接地點(diǎn)產(chǎn)生故障電流的主要原因，在電網(wǎng)的中性點(diǎn)與大地之間加裝消弧線圈，可使容性電流得到補(bǔ)償，從而使接地點(diǎn)的電流減小。特別是消弧線圈跟蹤補(bǔ)償，根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)電容電流的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)消弧線圈產(chǎn)生的感性電流，使兩者處于平衡狀態(tài)，從而使接地電流減小為量值很小的有功電流，使電弧不能維持、自動(dòng)熄滅。跟蹤補(bǔ)償能使瞬時(shí)性接地故障自動(dòng)消除，

3、也能使永久性接地故障的危害程度大為降低，是減小故障損失的主要技術(shù)措施。 單相接地故障的自動(dòng)選線與定位，能夠快速地找出故障線路與故障點(diǎn)，有利于減小系統(tǒng)帶故障運(yùn)行的時(shí)間，也是減小接地故障損失地重要技術(shù)措施。 本論文以小電流接地系統(tǒng)消弧線圈的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償、單相接地故障選線及故障點(diǎn)的定位為研究對(duì)象，旨在借鑒、總結(jié)前人工作經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)電力系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的要求，結(jié)合現(xiàn)代分析方法和技術(shù)手段，提出新的工作原理，研制新型自動(dòng)化裝

4、置，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。具體的研究工作主要有以下幾點(diǎn)： (1)提出了將消弧線圈的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償、單相接地故障的自動(dòng)選線和故障點(diǎn)的自動(dòng)定位三項(xiàng)技術(shù)一體化綜合設(shè)計(jì)的思想，不僅可以減少硬件設(shè)備、簡(jiǎn)化裝置的接線，而且便于不同技術(shù)、功能之間的相互配合，從而獲得優(yōu)化的工作性能。 (2)首次提出了基于注入恒頻信號(hào)的分布電容容抗檢測(cè)、計(jì)算方法，該方法利用消弧線圈的副圈向系統(tǒng)注入一個(gè)恒定頻率的檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)對(duì)其采集、計(jì)算，直接計(jì)算出系

5、統(tǒng)的對(duì)地容抗，為實(shí)現(xiàn)跟蹤補(bǔ)償?shù)於ɑA(chǔ)。該方法不需要對(duì)消弧線圈進(jìn)行任何操作、不需要人為地對(duì)信號(hào)源進(jìn)行任何調(diào)節(jié)，操作方便、計(jì)算準(zhǔn)確、響應(yīng)速度快、不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生任何不利的影響。利用上述注入信號(hào)在計(jì)算對(duì)地容抗的同時(shí)，還可以計(jì)算出系統(tǒng)對(duì)地的絕緣電阻，求出系統(tǒng)自身的阻尼率，可以用于系統(tǒng)的在線絕緣監(jiān)視。 (3)提出了一種能夠方便消除工頻及各次諧波干擾，而靈敏、精確地檢測(cè)出注入信號(hào)的信號(hào)處理方法，導(dǎo)出了工頻頻率、注入信號(hào)頻率和采樣頻率

6、之間應(yīng)滿足的關(guān)系，設(shè)計(jì)出了簡(jiǎn)單、實(shí)用的數(shù)字濾波器，為準(zhǔn)確地計(jì)算系統(tǒng)對(duì)地容抗和絕緣電阻打下了基礎(chǔ)。 (4)對(duì)調(diào)匝式、調(diào)容式等消弧線圈的調(diào)節(jié)方法進(jìn)行了研究，在按級(jí)差調(diào)節(jié)和按脫諧度調(diào)節(jié)判據(jù)的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了一種綜合的調(diào)節(jié)判據(jù)，既能夠保證脫諧度最小，又可以避免過(guò)分頻繁的調(diào)節(jié)。 (5)為滿足跟蹤補(bǔ)償、選線定位一體化設(shè)計(jì)的要求，論證了通過(guò)消弧線圈注入信號(hào)實(shí)現(xiàn)接地選線定位的可行性。選線功能所應(yīng)用的注入信號(hào)源、檢測(cè)主機(jī)等與計(jì)算分布電容用的

7、信號(hào)源、檢測(cè)主機(jī)均為同一個(gè)裝置，診斷信號(hào)也是從消弧線圈的副圈中注入。在各出線都裝有零序電流互感器或三相電流互感器的情況下，注入信號(hào)及零序電流的穩(wěn)、暫態(tài)信號(hào)都從電流互感器取出；而在出線未裝零序電流互感器或三相電流互感器的情況下，零序電流無(wú)法取出，注入信號(hào)用專用的信號(hào)探測(cè)器取出。 (6)對(duì)信號(hào)注入式接地選線保護(hù)耐受過(guò)渡電阻能力進(jìn)行了詳細(xì)的分析，針對(duì)出線條數(shù)較多、分布電容較大時(shí)，信號(hào)注入法選線判據(jù)受電容分流影響，導(dǎo)致耐受過(guò)渡電阻能力下

8、降的問(wèn)題，提出了降低注入信號(hào)頻率、應(yīng)用注入信號(hào)的相位信息和注入雙頻信號(hào)三種解決辦法，得到了較好的結(jié)果。提出了用信號(hào)注入法、零序電流穩(wěn)態(tài)法和零序電流暫態(tài)法相結(jié)合實(shí)現(xiàn)綜合選線的基本方法，應(yīng)用模糊集理論，導(dǎo)出了綜合選線的判據(jù)。由于采用了多種方法的綜合，能夠克服單一選線判據(jù)存在的缺陷，有利于提高選線的正確率和裝置的適應(yīng)性。 (7)提出了基于信號(hào)注入法與通信技術(shù)相結(jié)合的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障故障區(qū)段定位算法，設(shè)計(jì)了基于GSM-SMS的