配电网弧光接地主动转移型消弧技术

我国城市中低压配电网电容电流急剧上升且消弧线圈补偿效果欠佳，单相接地故障电弧难以自熄易产生弧光接地过电压及扩大事故，探究弧光接地故障的快速有效熄弧方法是保障配网稳定安全运行的基础。首先根据主动转移型消弧技术的工作原理，建立熄弧过程的等效电路，利用叠加定理推导熄弧时故障点电流计算公式，分析其与故障点位置、接地点过渡电阻、线路负荷电流等因素的关系；然后采用Matlab/Simulink搭建10 kV小电流接地系统单相接地故障模型，其中采用控制论电弧模型模拟单相弧光接地故障；最后通过设置典型的故障点位置、故障点过渡电阻、线路负荷电流作为故障条件，分析不同故障条件及存在高次谐波分量时主动转移消弧过程中的故障点电流、故障点电压波形。分析表明：在单相高阻接地故障时，主动转移消弧技术能够将故障电流转移至站内处理，有效减小故障点电流；在低阻接地故障时，过渡电阻较小导致故障点电流分流较大时，主动转移消弧技术能够限制故障点电压在电弧重燃电压之下；并可有效减小接地故障点的高次谐波分量，从而有效熄弧。     

基于小波包分解的小电阻接地系统高阻接地故障检测方法

小电阻接地系统发生高阻接地故障时电流小于传统的零序电流保护动作阈值,并且时常伴随有电弧的发生,难以准确检测与切除高阻接地故障。文章首先分析了小电阻接地系统发生单相高阻接地故障时母线零序电压与线路零序电流的稳态特征以及接地故障电流的暂态特性。其次,针对高阻接地故障常伴随的电弧现象,对Schwarz电弧模型引入电弧长度加以改进,将改进的Schwarz模型与Mayr模型、Schwarz模型、“控制论”模型对比,分析表明所提电弧模型具有一定的合理性;并搭建了电容电流达158 A的10 kV小电阻接地方式配网模型,更加贴合实际配网。然后利用Coiflet4对母线零序电压和线路零序电流进行5层小波包分解,分析发现故障线路零序电流分解系数的极性与母线零序电压分解系数的极性相反且大于非故障线路零序电流分解系数。最后设置不同过渡电阻直接接地、不同过渡电阻经改进的Schwarz电弧模型串联接地、不同故障距离及不同故障相角等故障条件,验证了所提检测方法的可靠性。     

基于波形相似度的小电阻接地系统高阻接地保护方法

零序过流保护是目前小电阻接地系统(NRS)常采用的保护方法,由于整定值过大,导致其在发生单相高阻接地故障时,易出现拒动的现象,不能对配电网系统进行可靠、灵敏的保护。针对该问题,首先由NRS发生单相接地故障的等值电路,计算可得故障、健全线路之间的零序电流幅值和相位具有较大差异,并通过在不同过渡电阻下线路之间零序电流波形的仿真对比图得到验证;然后采用了根据Pearson相关系数对各条线路零序电流波形进行相关性计算,得出每条线路与其他线路相似度的平均值,根据故障线路平均相似度最低,实现对故障线路选择的保护方法;其次搭建了NRS单相接地故障模型和控制论电弧模型,设置典型的故障条件进行仿真,验证了该方法在NRS发生高阻故障时的有效性。结果表明在不同的接地故障类型、过渡电阻、故障点距离、故障时刻相位角等典型故障工况下,本方法均能正确选择出故障线路,将系统的耐受过渡电阻值提高到1 500Ω;而且对装置的要求不高,在实际工程上具有一定的应用价值。     

接地故障保护的设置和整定(三)

7 TT系统接地故障保护 TT系统的电源中性点直接接地,而电气设备的外露可导电部分则经各自的PE线接地。这样在大多数情况下,由于故障回路包括两个接地电阻,使接地故障电流太小,不足以使过电流保护动作切断接地故障电流。而且由于故障电流小,故障点未被熔焊,故障点阻抗是难以估计的接触电阻。因此,TT系统接地故障回路阻抗和故障电流难以估算。所以,必须设置漏电电流动作保护。     

关于配电网中性点经消弧线圈接地方式的探讨

在中性点经消弧线圈接地方式的配电网发生单相接地故障时,对接地故障的处理、故障电流的控制、故障点的绝缘恢复、故障线路的查找等方面进行了分析,讨论了故障点对人身安全的影响;讨论了由于故障导致接地选线难的因素;讨论了故障发生后残流控制与故障恢复、弧光过电压及中性点位移电压的关系;讨论了配电网与消弧线圈接地方式在发展中存在的矛盾,认为目前该接地方式存在有严重的安全瓶颈、选线瓶颈与容量瓶颈,存在消弧困难和弧光接地过电压的问题,提出了中性点动态接地改造的重要性,并对其原理进行阐述。     

基于ZNy11-Dyn7型无源降压消弧器件的高阻接地故障选线新方法

针对现有接地故障选线方法受系统参数不对称、互感器采样不同步影响，对于高阻接地故障馈线难以准确判别的问题，笔者提出了基于ZNy11-Dyn7无源降压消弧器件的高阻接地故障选线新方法。首先，提出了基于ZNy11-Dyn7型变压器的无源电压调控结构，分析了ZNy11-Dyn7型无源降压消弧器件接入系统后的运行特性。基于ZNy11-Dyn7型无源器件电压调控原理，在系统发生接地故障前后，分别通过无源器件投入调控系统电压，计算故障前后各馈线零序导纳值，消除系统参数不对称、互感器采样不同步影响，主动构造故障前后各馈线的零序导纳相角差，实现故障线路的准确判别。在PSCAD/EMTDC环境下搭建了10 kV配电网接地故障模型验证所提选线方法有效性，结果表明在不接地系统、谐振接地系统下发生不同过渡电阻接地故障时，所提方法均能准确判别故障线路，耐过渡电阻能力可达24 kΩ。     

基于故障性质判断法的配电网中性点动态接地成套装置的开发及应用

通过对配电网中性点经消弧线圈接地方式,以及小电阻接地方式的特点分析及存在的问题进行了更加深入地研究,并开发研制出了配电网中性点动态接地成套装置。该装置具备消弧线圈接地与小电阻接地方式二者的优点,又能够灵活地解决两者存在的缺点。其功能在于配电网发生单相接地故障时,依据故障特征量和参数,就可以对故障的性质进行智能判断。满足在瞬时性接地故障时,故障点的绝缘水平能够快速恢复,提高了电网供电可靠性;同时在永久性单相接地故障时,能够快速且准确地选出,并切除故障线路,确保了设备和人身安全。经大量实验及运行结果证明:从消弧线圈接地方式分析,配电网中性点动态接地装置解决了接地选线和人身安全得难题;而从小电阻接地方式角度分析,解决了供电可靠性和高阻接地时零序保护"失灵"的问题,因此该装置是当前配电网中性点接地的理想产品。     

变电站高压系统消弧线圈接地运行方式的分析计算

我国中压电网10kV、35kV变电站的建设越来越多,其中大部分采用电缆方式连接,导致系统接地电容电流的增大,为解决限制单相接地电流的大小的问题,普遍采用消弧线圈或小电阻接地运行方式,本文结合实例分析计算变电站内通过消弧线圈的接地方式限制单相接地故障电流     

基于年久变电站负容量变大接地网的优化

对变电站负荷容量变大,导致入地电流变大,原来接地网又无法重新铺设以至于接地阻抗达不到要求而对接地网进行优化设计分析,采用主地网边缘添加垂直接地体和外接辅助圆形接地网,来降低接地阻抗,并用ATP-EMTP进行仿真对比,使变电站的接地电阻降低,达到负荷容量变大后允许的最大接地电阻的范围内,从而使接地网满足变电站负荷容量变大的情况。     

基于VMD-Hausdorff算法的小电流接地系统单相接地故障保护方法

为消除中性点接地方式、故障点过渡电阻阻值以及现有保护方法盲区等因素对小电流接地系统单相接地故障保护准确性的影响,提出了一种基于暂态信息量幅值特征差异,结合变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)与Hausdorff距离算法的单相接地故障保护方法。首先,通过分析单相接地故障暂态过程,明确了健全线路、故障线路出口侧以及健全区段、故障区段两端暂态零序电流幅值特征关系。其次通过变分模态分解提取暂态高频信号,并引入Hausdorff距离算法,计算零序电流暂态分量的幅值匹配度,通过与预设动作阈值比较,可有效判断故障线路与故障区段。仿真结果验证,本研究所提方法不受中性点接地方式与噪声干扰的影响,对于不同过渡电阻的接地故障均能准确判断故障线路与故障区段,仿真数据与实际故障录波均验证本研究所提方法具有较高的可靠性。