中压配电网单相接地故障熄弧后的电气特征分析

配电网单相接地故障熄弧后的电气变化规律不仅决定过电压水平、电弧是否重燃以及重燃时的电气特征,更将对故障诊断方法的适应性与可靠性产生影响。利用配电网单相接地故障等值电路对系统故障恢复过程进行了分析,发现不同接地方式系统的零序网络在熄弧后均存在衰减的振荡过程。其中不接地系统的零序电压幅值大、振荡频率远低于工频、持续时间长,相电压存在较长时间的过电压。经消弧线圈接地系统的零序电压幅值大、振荡频率略大于工频、持续时间一般在5个周期以上。由于拍频现象会导致故障相1.1倍以内的过电压,经小电阻接地系统振荡频率远高于工频且幅值小、衰减速度快。利用ATP-EMTP验证了3种配电网接地方式下系统单相接地熄弧后恢复过程符合上述规律。     

船舶中压电网消弧线圈接地方式机理研究

消弧线圈接地方式用于船舶中压电网时,对其机理和规律迄今还缺乏定量研究。在对船舶中压电网单相接地故障进行理论分析的基础上,结合暂态仿真,研究了消弧线圈阻尼率、脱谐度以及发电机频率偏移、燃弧时刻角等对熄弧恢复电压、重燃过电压、中性点位移电压以及故障电流的影响。结果表明,增大阻尼率将减小熄弧电压恢复超调量,从而降低重燃过电压,但也会使故障电流有所增加;而增加脱谐度会使得熄弧电压恢复超调量增加,可能引起较大的重燃过电压,为了限制故障电流,脱谐度不宜取值过大;此外,发电机频率偏移也可能导致较大的暂态过电压。     

利用熄弧后暂态信息测量谐振接地系统的对地电容

系统对地电容的准确测量涉及消弧线圈容量配置、补偿度调整、故障点残流控制等一系列问题。该文利用谐振接地系统单相接地故障等效电路,分析了故障点熄弧后的电气特征,发现熄弧后暂态过程为消弧线圈电感与对地电容之间的欠阻尼串联谐振过程,可利用其谐振频率与衰减因子等参数计算系统失谐度,再根据补偿电感(含消弧线圈及接地变零序电感)可计算得到系统对地电容或电容电流。该方法的误差与谐振频率、衰减因子及补偿电感的误差有关,但主要取决于补偿电感误差。利用仿真和实际故障数据验证了该方法的有效性与准确度。作为被动测量方法,该方法不需要外加任何专用设备或调整现有设备运行状态,安全性高。     

配电网用无源消弧装置运行效果比较

对配电网用无源消弧装置进行研究,比较在系统发生单相接地故障时,消弧线圈与消弧柜对故障点接地电流和弧光接地过电压的抑制效果。基于Matlab/simulink仿真软件建立配电网模型,以某10 k V配电网为例,分别仿真采用消弧线圈与消弧柜两种消弧装置的系统单相接地故障,分析了消弧装置在故障相电压分别处于峰值和零值时,发生金属性接地与间歇性弧光接地情况下的运行效果,总结了两种消弧装置的优缺点,对合理选择消弧装置具有一定的指导意义。     

中性点经消弧线圈接地系统小电流接地故障暂态等值电路及暂态分析EI北大核心CSCD

对于经消弧线圈接地系统的小电流接地故障,传统暂态等值电路存在忽略线模信息、消弧线圈位置不准确、缺乏具体参数计算方法等缺陷,无法用于故障暂态的定量分析和计算。建立包含故障点上下游网络的小电流接地故障分布参数模型,利用模型简化原则建立由等效电阻、等效电感、系统对地分布电容及消弧线圈等效电感构成的Γ型精确暂态等值电路。基于简化原则推导出表达形式简单、满足工程应用需求的简化参数计算方法。与传统暂态等值电路相比,所建等值电路包含线模和零模信息,等效电感近似等于故障点到母线间线路的零模电感与2倍线模电感之和,且消弧线圈接于母线处更符合实际情况。针对低阻接地、高阻接地,分别给出暂态电流的解析表达式,分析暂态主谐振频率、幅值、衰减因子等要素随故障条件的变化规律,分析结果有助于更全面把握故障暂态特征。最后利用仿真及现场故障数据验证了所建暂态等值电路模拟精度更高、适用性更强、暂态分析结果正确。     

动态电容式消弧补偿控制器的研究

为了有效抑制配电网单相接地故障电流的幅值,提高供电可靠性,文中设计研制了一种调客式消弧补偿系统.该系统可自动跟踪测量电网对地电容电流和识别单相接地故障,并在系统发生单相接地故障时,自动调节并联于消弧线圈二次侧的电容器容量,改变消弧线圈的有效电感量,使之与电网对地电容发生并联谐振,以补偿对地电容电流,进而抑制故障点电流幅值.     

消弧线圈自动调谐原理的研究

在消弧线圈接地系统中，根据电网对电容电流的变化，自动调节消弧线圈的电感值，使电网发生单相接地故障时故障点残流小于５Ａ，电弧可靠自熄。文中分析了目前在国内外消弧线圈接地系统中常用的几种自动调谐原理，说明了各自的优点及适用范围，指出了存在的问题，并在此基础上提出了一种自动调谐新方法。该方法提高了检测电容电流的准确性，抗干扰能力强。     

基于快速短接故障相母线熄弧装置的故障区段定位方法

快速短接故障相母线熄弧装置的基本原理是在系统发生单相接地时,迅速在站内将故障相母线金属性接地以限制故障相电压,从而实现熄弧。在配置有快速短接故障相母线熄弧装置的中性点不接地系统中,考虑原故障点消除与原故障点未消除两种情况以及过渡电阻的影响,深入对比分析熄弧装置动作前后故障路径与非故障路径零序电流幅值与相位变化特征差异,结合馈线终端设备,提出利用零序电流幅值比及相位偏移辨识故障路径,实现就地快速故障区段定位,并对定位流程进行设计。利用ATP软件进行不同故障状态下的仿真,仿真结果验证了所提定位方法的正确性。     

基于有源逆变技术的综合消弧方法*

我国配电网中性点大多为不接地或经消弧线圈接地,针对消弧线圈无法完全补偿故障电流,消弧效果不佳的问题,提出了一种消弧线圈与有源逆变装置相结合的综合消弧方法。在配电网中发生单相接地故障时,首先投入消弧线圈进行无源消弧,出现电流残流而无法自熄的情形,然后投入有源逆变装置分相注入补偿电流进行有源消弧,以完成对故障输入电流的全补偿。仿真结果表明,该方法将消弧线圈和有源逆变装置灵活结合,高效补偿了配电网单相接地故障电流,不仅实现了可靠熄弧,而且适应于不同接地电阻的故障情况。     

不同过渡电阻下小电流接地故障暂态选线的适用性分析

暂态原理选线方法是近年来小电流接地故障检测技术的一个重要进展,其中故障点过渡电阻对故障暂态过程和选线方法适用性有决定性的影响。针对低阻和高阻接地情况,分析总结了不接地系统和经消弧线圈接地系统中故障暂态的谐振机理、暂态形态特征、暂态分布特征以及过渡电阻对暂态电流幅值、相位、衰减因子的影响,并分析了现有暂态选线技术的适用性。结果表明:对于小电流接地系统低阻欠阻尼接地故障,现有暂态选线方法是适用的;对于不接地系统高阻过阻尼接地故障,现有暂态选线方法仍适用,但需要提高信号传输与选线装置采集精度;对于谐振接地系统高阻欠阻尼接地故障,现有暂态选线方法不能适用,需要研究新的选线算法。     

不对称电网单相接地故障中性点位移电压轨迹分析及应用

忽略不对称电压方向的任意性,不能准确表达配电网单相接地时中性点位移电压随过渡电阻变化的轨迹。考虑系统对地泄露电导及不对称电压方向,建立单相接地故障精确模型,准确分析出非全补偿状态下中性点位移电压随过渡电阻变化的轨迹是一段圆弧,全补偿状态下中性点位移电压随过渡电阻变化的轨迹是一条直线段。分析中性点位移电压轨迹,得到以下结论:接地后故障相电压幅值降低,欠补偿状态下接地后故障相电压超前于故障前该相电压,过补偿状态下接地后故障相电压相位滞后于故障前该相电压,全补偿状态下接地前后故障相电压相位保持不变。比较故障前后三相电压幅值与相位的相对变化关系可实现接地故障相辨识。最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了分析结果。     

10kV配电网系统弧光接地过电压研究

比较了中性点直接接地、不接地、经消弧线圈接地等接地方式的安全性和供电特点,从理论上利用EMTP/ATP电磁暂态程序建立仿真模型,以吉林省66 kV某变电站发生的10 kV单相接地故障为例,计算了弧光接地过电压并分析了降低弧光接地过电压的措施,得出中性点经消弧线圈接地,能够降低弧光接地过电压的幅值;接地残流小于10 A时接地电弧易于自熄弧;弧光接地过电压标幺值由中性点不接地时的2.01降至0.97;在脱谐度绝对值相等条件下,消弧线圈工作在过补偿和欠补偿状态下的弧光接地过电压幅值相差不大。     

仅利用零序电流的谐振接地系统接地故障方向算法

由于多数终端难以获得零序电压或三相电压信号,限制了暂态功率方向法在小电流接地故障定位、多级保护、分界技术的应用。分析了谐振接地系统单相接地时故障点上游与下游的零序电流工频分量、暂态主谐振分量以及衰减直流分量与故障初相角的关系,发现可利用零序电流工频分量作为零序电压的极化相量,进一步识别故障方向。当零序电流工频分量初相位分别在(-45°,75°)或(135°,255°)以内,暂态主谐振分量初相位分别在(-30°,30°)或(150°,210°)以内时,或者衰减直流分量与工频分量幅值之比大于预设门槛时,故障方向为正,否则故障方向为负。仿真和现场实际故障数据验证了算法的正确性。     

基于多故障特征量提取的配电网单相接地故障类型识别

对配电网发生的故障进行准确的在线识别,有助于快速处理故障。提出一种基于多故障特征量提取的配电网单相接地故障类型识别方法。首先,从故障持续性、过渡电阻大小、故障点燃弧性质3个特征对单相接地故障进行多特征分类。然后,将小波多分辨率分析与数学形态学相结合,提取故障相电压的暂态脉冲信号,并由其识别故障暂态产生次数,判断故障持续性;由故障后的中性点电压偏移量,估算过渡电阻大小;提取故障相电压的总谐波畸变率,判断故障点是否存在燃弧现象。最后,依据以上故障特征量,提出配电网单相接地故障总识别流程,并通过仿真验证了该方法的可靠性。     

考虑线路压降的快速接地开关消弧性能及应用

快速接地开关兼具电压、电流双重消弧效果,但传统分析未考虑线路压降对故障点电流的影响,需进一步分析其消弧性能。考虑故障线路动态参数,建立应用快速接地开关的配电网单相接地故障模型,采用对称分量法推导出故障点电流计算公式。计算结果显示故障点电流受故障线路负载电流、序阻抗、相间电容、故障距离以及过渡电阻等多重因素影响。分析快速接地开关等效熄弧电路模型,表明快速接地开关可有效抑制间歇性弧光接地过电压,但在故障线路动态参数造成故障线路压降较大的稳定低阻燃弧过程中,快速接地开关可能增大故障点电流,不利于电弧熄灭。结合快速接地开关的优缺点分别对单独应用快速接地开关消弧及其与消弧线圈配合消弧提出建议。最后通过MATLAB仿真验证了文中的分析结果。     

基于有源逆变分相注入的电压消弧与位移电压抑制方法

针对配电网发生单相接地故障时极易产生电弧,以及在非故障情况下由于三相对地参数不相同而导致的三相电压不对称问题,提出一种基于有源逆变分相注入的电压消弧与位移电压抑制方法.在三相线路首端分别挂接有源逆变,通过脉宽调制信号控制有源逆变电路的输出电流.当配电网出现单相接地故障时,有源逆变向系统分相注入零序电流,通过零序回路调节...     

基于注入法的接地相辨识

传统的接地相判别方法是在忽略电网不对称的前提下进行判别的,当发生在一定范围内的高阻接地故障时,传统判据失效。针对这一局限性,提出了一种基于注入法的新型接地相判别方法,当电网发生单相接地故障时,向电网注入某一电流,用来消除电网不对称度,使电网中性点电压仅为由故障相引起的中性点位移电压,通过分析注入电流后的中性点电压的相位角,得出中性点电压相位角随过渡电阻的变化范围,可知不同相发生接地故障时中性点电压相位角随过渡电阻的变化范围也不相同。因此,可利用注入电流后的中性点电压的相位角的变化范围来实现故障相的辨识,尤其是高阻接地相判别,其可行性得到了仿真的验证。     

基于对地参数跟踪测量的不接地系统单相接地故障选相研究

通过跟踪测量对地参数,实现中性点不接地系统单相接地故障时正确选相。不接地系统由于系统参数的不对称,正常运行时,将在中性点引起一定的电压偏移。当中性点基频电压变化时,在中性点短暂投入适当阻值的电阻,采集电阻投切前后中性点电压的幅值与相位,实现系统对地电导和对地电容的跟踪精确测量。依据前后两次测量的对地参数以及中性点不接地时中性点的基频电压,经过一定的计算,选出接地故障相。Matlab仿真表明该方法能精确测量系统对地参数,并在单相接地故障发生时准确选出故障相。     

JDBH型接地保护装置的性能分析

JDBH型小接地电流系统消弧、过压、感电保护装置是一种针对中性点不直接接地系统发生单相接地故障时,以并联分流为原理,将故障相与接地网直接连接,实现并联分流、电压钳位,熄灭故障点电弧,实现对人体和设备进行保护的装置。文中介绍了装置的基本原理、功能、特点。