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,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,在短時間內(nèi)不影響對用戶的正常供電。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。但單相接地故障會引起非故障相對地電壓升高,長時間的接地運(yùn)行容易造成兩相短路。若發(fā)生間歇性弧光接地

2、還會引起全系統(tǒng)過電壓,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。
　　 針對小電流接地系統(tǒng)單相接地故障查找的問題,國內(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)展歷史及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分類探討了現(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)生單相接地故障時的特征,主要包括單相接地故障時的穩(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,該直流信號沿故障線路故障相流動并經(jīng)故障點(diǎn)入地,通過對注入的直流電流信號進(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)的計算公式;推導(dǎo)了直流注入原理耐受過渡電阻能力的計算表達(dá)式;并分析了直流注入原理對配電網(wǎng)的影響。同時闡述了該原理的優(yōu)點(diǎn):利用直流注入原理不僅提高了選線定位保護(hù)動作的準(zhǔn)確率,還具有較高耐受過渡電阻的能力。除此之外,當(dāng)注入脈動直流電流的有效值在100mA～2A之間變化時,不會對配電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成影響。
　　 本文簡單介紹了電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC的功能、元件庫和仿真

5、程序執(zhí)行的過程。利用軟件PSCAD/EMTDC來搭建配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的模型,通過仿真故障線路和非故障線路中的半波直流電流信號來驗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來驗證基于直流注入原理進(jìn)行配電網(wǎng)故障定位的可行性。
　　 對實現(xiàn)直流注入原理的幾個關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡單的介紹:包括直流發(fā)生器的實現(xiàn);探測半波直流的檢測方法及自適應(yīng)可調(diào)電阻的實現(xiàn)。主