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10kV线路多支路单相接地故障的选线设计及实现

2019-07-31

王龙

[摘 要]随着社会经济以及科学技术的迅速发展,电力系统的正常运行变的非常重要,然而目前我国10kV电力系统却经常发生单相接地问题,对我国电力系统的正常运行造成了严重影响。为了减少单相接地故障的发生,新型的10 kV线路多条支路上单相接地选线应运而生,本文主要从单相接地故障的原因、解决方法以及注意事项做了简单介绍,希望可以对相应研究有所帮助。

[关键词]10kV线路 多支路 单相接地 选线设计

中图分类号:TM863 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)23-0395-01

一、电力系统及单相接地故障概述

电力系统通常分为两类:小电流接地系统和大电流接地系统。而小电流接地系统相比于大电流接地系统来说优点就是,在配电系统出现单相接地故障时,故障对地电压降低、非故障相电压升高,但对线电压却几乎没有影响,所以仍然可以持续运行1~2小时,以确保用户不会瞬间断电,因此我国10kV配电网一般采用小电流接地系统。在系统电容电流比较小时,采用中性点不接地系统;在系统电容电流超过30A时,由于易产生弧光接地过电压,一般采用经消弧线圈接地方式。

然而当电力系统遇到恶劣天气时,发生单相接地故障的几率却是相当大,而且由于线路零序电流小,波形不稳定,传统的选线设备极易出现误判和错判,导致不得不采用“试拉法”,手动依次停掉接地线路,寻找接地线路,使故障查找时间大大的延长,停电范围扩大,这也是小电流接地系统的一大缺点。如果单相接地故障发生后不能及时处理,电网在长时间运行的过程中极易造成非故障的相设备的绝缘损坏,导致电力系统使用寿命缩短,也提高了单相接地故障的发生率,对配电网及其变电设备的安全性和经济性造成了严重影响。

二、10kV系统发生单相接地故障的原因及危害

由于我国10kV电力系统还存在很多缺陷,导致单相接地故障的诱发原因较多,但大体可以分为五种情况:

(1)相关系统的绝缘设备出现故障,导致线路发生击穿接地。一般有配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地、线路上的分支熔断器绝缘击穿、绝缘子击穿等几种情况。

(2)遇到恶劣天气时,因伴生的自然灾害导致线路、设备损坏。这种情况较为多见,线路落雷、风力过大导致线路断裂、树木短接或建筑物距离过近等都属于该类情况。

(3)因为某些非人为原因导致输电线断裂,致使输电线与地面、横担连接,配电变压器高压引下线断线等,从而发生单相接地故障。

(4)出现大量飞禽或者塑料袋等大量物品导致线路损坏,出现单相接地故障。

(5)相关技术人员出现失误操作,导致单相接地故障。

如果10kV系统发生了单相接地故障,将会导致其健全相电压升高,引发绝缘设备和变电设备受损;发生故障后,变电站母线上也可以检测出零序电流,并且产生零序电压,导致电压互感器的铁芯达到饱和、励磁电流的增加,如果故障不能得到及时处理,那么将会造成电压互感器的损坏,严重影响该区域配电的稳定性,导致大面积停电。

三、准确寻找单相接地故障线路的具体方法

保定浪拜迪电气股份有限公司研发的新一代选线装置——WXH型接地保护装置,在多个行业,如:大型钢厂、煤矿、化工行业应用,运行文档,稳定接地选线准确率100%,暂态接地选线准确率95%以上。

此选线装置硬件上采用ARM嵌入式工控机+DSP的双CPU结构,强大运算处理能力和数据分析能力保证了多种选线算法可以快速实现,数据存储能力大幅提升,使装置可以存储海量的接地故障波形数据,便于事后分析故障,查找系统硬件存在的问题,发现工程中的瑕疵和隐患。采用16位高精度采样芯片和5A电流接口,使得采样数据范围宽,测量精度高。

此装置算法上采用多种选线方法并用技术,选线方法有:智能比幅比相判据、有功注入法、基波增量法、暂态电流法等多重判据,对多种选线方法产生的结果,采取综合故障诊断技术,分析每种选线方法的可信度,按权重和可信度对选线结果数据进行叠加和排序,使结果更可靠,选线准确性达到100%。下面对选线算法进行介绍:

3.1 智能比幅比相判据

江苏快3开奖结果在不接地系统中,单相接地时,非故障线路零序电流,由电源流向支路,数值为本支路电容电流;故障线路零序电流,由支路流向电源,数值为所有非接地支路电容电流的总和。比较所有电流大小和方向即可。只适用于不接地系统稳定接地。

3.2 基波增量法

单相接地时,改变消弧线圈的补偿电流,只影响接地支路的零序电流,非接地支路的不变。适用于可额定电压调节的偏磁式消弧线圈接地系统。

3.3 暂态电流法

利用小波分析原理对信号进行精确分析,特别是对暂态信号和微弱信号比较敏感,能可靠的提取出故障特征。小波变换,既具有频率局域性质,又具有时间局域性质。小波变换的多分辨度的变换,能在多个尺度上分解,便于观察信号在不同尺度(分辨率)上不同时间的特性。利用小波变换能把一个信号分析成不同尺度和位置的小波之和,利用合适的小波和小波基对暂态量进行变换后,易分辨出故障线路和非故障线路。适用所有接地方式和接地现象,尤r

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