配电网中性点接地方式的仿真分析

为了减小线路单相接地故障下的接地电流,限制电弧接地过电压的幅值,实现故障选线。本文提出了采用中性点经消弧线圈并联大电阻的接地方式,并基于Matlab的Simulink仿真环境,对10kV配电网三种接地方式下的单相接地故障进行了仿真比较。仿真结果表明中性点经消弧线圈并联大电阻接地的方式可以有效抑制故障电流,是一种理想的接地运行方式。     

惠州电网小电流接地系统存在问题及解决对策

在分析各种电网接地方式特点的基础上,指出由于中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时故障电流小,信号微弱,使得采用消弧线圈接地与小电阻接地并存模式的惠州电网单相接地故障选线问题未能得到有效解决。为此,提出将消弧线圈接地方式改为小电阻接地方式和提高配电变压器保护配置的解决方案,并给出按限制接地故障短路电流、限制弧光接地过电压、与继电保护配合3种选择小电阻的方法,以及整改现有配电网保护配置的具体措施。     

中性点接地方式的选择

中性点非有效接地方式主要可分为3种:不接地、经消弧线圈接地及经电阻接地。中性点不接地方式适用于单相接地故障电容电流IC<10A,以架空线路为主,尤其是农村10kV配电网。此类型电网瞬间单相接地故障率占60%～70%,希望瞬间接地故障不动作于跳闸。中性点经消弧线圈接地方式适用于单相接地故障电容电流IC>10A,瞬间性单相接地故障较多的架空线路为主的     

影响单相接地故障选线准确性的主要因素研究

随着中国配电网的发展,配电网系统容量的增长越来越受到消弧线圈容量的限制,但与此同时选线装置准确率的不够,使得配电网又无法摆脱消弧线圈容量的束缚。因而为提升选线装置的准确率,利用了Matlab/Simulink软件,对中性点不接地和经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的主要稳态特征在工频条件下进行了仿真分析,进而探究了系统不接地和经消弧线圈以及中性点并联选线中电阻对稳态幅值法单相接地故障选线的影响。基于仿真结果表明,在故障过渡电阻阻值位于约1 000Ω以下的情况下,在中性点不接地系统中该方法的选线效果最好,但在经消弧线圈接地系统中中性点并联选线中电阻也可以对该方法在经消弧线圈接地系统中的选线效果有较大提升;而在故障过渡电阻阻值位于约1 000Ω以上的情况下,不论系统是否经消弧线圈接地和投入中性点选线中值电阻该方法均缺乏良好效果,需要应用其它新方法。     

消弧线圈接地系统采用中电阻选线的原理及应用

分析了中性点经自动调谐消弧线圈接地系统的单相接地故障特点及现在普遍采用的接地选线方式,提出了中性点经自动调谐消弧线圈接地系统在单相接地故障时瞬时投入并联电阻选线的新方法,并在实际运行中获得良好的效果。     

3～60kV电力网中性点接地方式问题

一、概述电网的中性点接地方式有不接地(绝缘)、经电阻接地、经消弧线圈接地及直接接地(有效接地)等几种。目前我国中性点不接地电力网的适用范围为: (1)3～10kV电网中,当单相接地电流小于30A时,如要求发电机能带单相接地故障运行,则当与发电机有电气连接的3～10kV电网的接地电流小于5A时; (2)35～60kV电网中,单相接地电流小于10A时。     

消弧线圈并联选线电阻接地方式的研究

对比分析了中性点不接地、经消弧线圈接地、经小电阻接地以及经消弧线圈并联选线电阻接地的特点和选线方法以及适用范围。对中性点经消弧线圈并联选线电阻接地方式的工作原理、选线电阻的选取原则以及闭锁保护的配置原则进行了详细论述,该接地方式既可提高单相接地故障自恢复概率,又可实现单相接地故障选线,是城市配电网一种较为理想的接地方式。     

中性点经消弧线圈接地系统的单相接地故障选线

分析了中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障的特点及现在普遍采用的接地选线方式，提出了中性点经消弧线圈接地系统在单相接地故障时短时投入并联电阻的故障选线方式，并在实际运行中取得了良好的运行经验。     

配电网消弧线圈自动跟踪补偿装置的初步设计与仿真研究

我国3～66kV配电网一般为中性点不接地系统,近几年随着城市电网改造,越来越多的电缆线路代替架空线路,线路对地电容增大。当电网的单相接地电流大于一定值时,接地电弧不容易自行熄灭,使故障扩大,此时采用中性点经消弧线圈接地方式。消弧线圈可以补偿电网的单相接地电容电流以及减缓弧隙恢复电压上升速度,保证电弧可靠熄灭。本文针对10kV配电网设计消弧线圈自动跟踪补偿装置,采用晶闸管投切电容式(TSC)的调谐原理,并在传统设计的基础上改进设计。最后,利用PSCAD/EMTDC软件对中性点经消弧线圈接地系统的各种状态(包括正常运行和单相接地故障)进行仿真,对本文的设计进行了验证,证明了其可行性与可靠性。     

配电网中性点接地方式混连运行分析

通过建模仿真研究了配电网中性点接地方式混连运行时的调谐过电压以及发生单相接地故障时的系统过电压水平和保护配置及故障选线装置的动作情况。得出了配电网中性点混连运行时的系统过电压水平优于消弧线圈接地方式,与小电阻接地方式一致,仿真结果与实际情况相符;混连接地方式下,发生单相接地故障时,小电阻接地方式保护配置不受影响,消弧线圈接地方式有利于提高故障选线的准确性。     

基于小扰动原理的单相接地选线装置

在有消弧线圈的配电网中,快速选线技术是一项关键技术。通过对中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统线路发生单相接地故障的分析,提出了一种小扰动选线原理。介绍了运用该原理,以DSP(数字信号处理器)芯片作为核心运算控制单元的单相接地选线装置的选线原理、方法以及硬件构成原理。并详细分析了该装置在现场(中性点经KD-XH消弧线圈接地的系统)运行的情况,实践证明了该装置的选线正确率达到96%以上。该装置适用于电网电容电流变化范围大、小电容电流、高阻接地的配电网系统。     

基于小波包方法的配电网故障选线与仿真研究

配电网单相接地故障选线问题一直未能很好地解决。在分析配电网发生单相接地故障暂态特征基础上,对中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障进行了仿真。介绍了一种利用小波包分解暂态零序电流的故障选线方法。该方法利用小波包对各条线路的暂态零序电流进行多层分解,按照能量最大的原则确定各线路暂态零序电流分布集中的特征频带,在征频带内进行幅值与极性综合比较选出故障线路。通过MATLAB仿真表明,该方法可以准确实现故障选线,具有较高的灵敏度,且不受过渡电阻、故障合闸角及电弧的影响。     

小电流接地系统单相接地综合电弧模型与选线方法的研究

在小电流接地系统中,发生单相接地故障时,电弧故障会经常产生。现有用于模拟电网的电弧模型大都是通过开关来实现,与实际的电弧接地有一定的差距。将Cassie电弧模型和Mayer电弧模型结合起来,使其更符合实际电弧接地,并运用到10 kV模拟电网中。在EMTP中,对中性点不接地电网、经消弧线圈接地,经高阻接地,电弧发生在不同合闸角,不同馈线时的情况进行了大量仿真。最后在Matlab中,用小波相关分析法进行选线。结果表明,该方法适用于大部分电弧故障,但对于电压过零点附近发生的电弧故障有一定的局限性。     

10 kV配电网单相接地故障电弧自熄特性的试验研究

设计了研究10 kV配电网单相接地故障电弧自熄特性的集中参数模拟试验回路,针对集中参数模拟回路和分布参数实际系统,对单相接地故障下的恢复电压峰值及其上升速度进行了数值仿真,分析了模拟回路与实际系统的等效性。为研究单相接地故障电弧的自熄特性,利用模拟试验回路,当单相接地电流为5~30A时,在中性点不接地、经消弧线圈接地、经消弧线圈并联电阻接地方式下,改变绝缘间隙距离,系统地进行了大量的燃弧试验,统计分析了电弧自熄概率,给出了消弧线圈补偿方式下的残流限值。试验结果为10 kV配电网选择合适的中性点接地方式提供了科学依据。     

中性点经高阻接地电网故障电弧建模与弧光接地分析

中压配电网绝大多数故障为电弧接地故障,针对Cassie与Mayr这两个经典电弧模型在单独使用时只能考虑到对流散热或传导散热,具有片面性,而二者结合使用却恰好可互补,故而在ATP-EMTP平台下将这两种模型进行搭配并合理设置。通过仿真,分析研究了中性点经高阻接地配电网单相电弧故障时的特性,并将电弧模型用于间隙性电弧接地故障仿真,符合实际情形,证明了电弧模型可有效地反映弧光接地过电压,及小电流接地系统中中性点电阻对降低电网弧光过电压的作用。     

对中压系统中性点接地方式的探讨

对中性点有效接地方式和中性点非有效接地方式加以比较分析,并分别以具有代表性且应用比较广泛的经小电阻接地和经消弧线圈接地2种方式进行了比较。得出小电阻接地系统存在有利于限制故障情况下过电压、易于检测故障点、对通讯干扰较大;而消弧线圈接地系统接地电流小、减缓恢复电压的上升速度、电磁兼容性好、不利于查找故障线路等优缺点。提出了选择合适的接地方式有利于电网的安全运行。     

基于磁通控制消弧线圈的注入式选线新方法

提出了一种谐振注入式接地故障选线新方法,可用于谐振接地系统单相接地故障选线。该选线方法充分利用了基于磁通控制消弧线圈的运行特点以及谐振频率电流能够突出故障信息的特点,可注入较大幅值的谐振频率电流以增强故障信息。其原理是在接地故障发生前后分别通过消弧线圈二次侧的逆变器注入相同的谐振频率电流,对电力系统零序参数形成2次快照,采用比值法及增补判据对2次快照的电流值、电压值进行分析,判定不满足相关判据的回路为故障线路。理论研究及仿真证实,该方法可以在消弧线圈补偿的同时进行选线,可以有效地检测高、低阻接地故障。     

高电阻接地方式及应用

10kV配网小电容电流(10A以下)仍会产生单相接地弧光过电压。通过对配电网中性点不同接地方式的比较，得出了采用高电阻接地方式从经济和技术上都优于消弧线圈方式的结论。章还分析了高电阻接地方式消谐的依据和特点，并介绍了几种具体接线方式，如Z型线圈 高压电阻；Z型线圈 单相接地变压器 低压电阻等，还总结了高电阻接地的3种保护方式。     

基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法

在配电网中性点不接地及经消弧线圈接地系统中,针对传统接地故障选相方法未考虑泄漏电阻及三相不对称情况导致过渡电阻较高时选相错误的问题,论文提出了基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法,考虑线路泄漏电阻及三相不对称参数,分析了故障相电压和故障前后中性点电压变化量的相位差与消弧线圈补偿状态及线路参数的内在联系,得出了接地故障选相判据,最后提出了配电网接地故障选相方法实现方案。在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建配电网接地故障模型,仿真结果表明在不同过渡电阻及消弧线圈不同补偿状态下判据均适用,验证了所提方法的可行性。