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零序电流有功重量方向接地选线维护原理

2017-07-18 18:19分类:电工安全知识 阅读:

 

小电流接地系统的利益是单相接地电流较小,单相接地时不构成短路回路,电力系统安全作业规程规矩可持续作业1~2h。可是,长时刻的接地作业,很简略构成两相接地短路,弧光接地还会致使全系统过电压。因而,接地选线维护设备这些年在现场得到了广泛运用,为确保电网的安全作业起到了生动的效果。如今,有些设备在运用中的体现并不能令人满意,误动、拒动景象时有发作。这篇文章在对常用的接地选线维护原理进行剖析比照的根底上,提出一种新的维护原理——零序电流有功重量方向维护原理。
1 国表里研讨现状
  国外对接地维护的处理办法各纷歧样。前苏联的小电流接地系统选用中性点不接本地法和经消弧线圈接本地法,首要选用零序功率方向和首半波原理。
  日本的小电流接地系统中高阻抗和不接本地法均有选用,但电阻接本地法居多[1]。其选线原理较为简略,不接地系统首要选喫苦率方向继电器,电阻接地系统则选用零序过电流维护刹那间间切除缺陷线路。这些年,在怎样获取零序电流信号以及接地址分区段方面作了不少作业,并已将人工神经网络运用于接地维护[3]。
  美国由于前史要素,电网中性点首要选用电阻接本地法,也运用零序过电流维护刹那间间切除缺陷线路[4~6]。可是,缺陷跳闸仅用于中性点经低阻接地系统,对高阻接地系统接地时仅有报警功用[7,8]。
  法国早年以低电阻接本地法居多,选用零序过电流原理完毕接地缺陷维护[2]。跟着城市电缆线路的不断投入,电容电流活络增大,故已开端选用自动调谐的消弧线圈以抵偿电容电流。为处理此系统的接地选线疑问,提出了运用Prony办法和小波改换以获取缺陷暂态信号中的信息(如频率、幅值、相位),以区别缺陷与非缺陷线路的维护计划,但还未运用于详细设备[9,10]。
  挪威一公司选用丈量零序电压与零序电流空间电场和磁场相位的办法,研发了一种悬挂式接地缺陷指示器,分段悬挂在线路和分叉点上;加拿大一公司研发的微机式接地缺陷继电器,也选用零序过电流的维护原理,其软件算法有些运用了沃尔什函数,以跋涉核算接地缺陷电流有用值的速度[11]。
  中国配电网和大型工矿公司的供电系统大大都选用中性点不接地或经消弧线圈接地的作业办法,这些年,一些城市电网改用电阻接地的作业办法。矿井6~10 kV电网早年也一贯是用中性点不接本地法,跟着井下供电线路的加长,电容电流增大,这些年消弧线圈在矿井电网得到了推行运用,并首要选用消弧线圈并、串电阻的接本地法。
   国内从50时代就开端了对接地维护原理和设备的研讨,并相继推出了几代商品。如今国内的选线设备首要根据零序电流原理、零序功率方向原理、首半波原理、谐波电流方向原理和“信号写入法”原理[12]。在选线计划上,除惯例的必定定值维护计划外,还有团体比幅比相计划[13],最大Isinφ或Δ(Isin φ)计划[14]。
2 接地选线维护原理
2.1 零序电流原理
  该原理是根据缺陷支路零序电流大于非缺陷支路零序电流的特征,区别出缺陷和非缺陷线路,然后构成有挑选性的维护。这种原理在电网的电容电流较小,又存在长线路的状况下较难满意挑选性的恳求。一同,当接地址存在电阻时,易发作拒动景象。
2.2 零序功率方向原理
  零序功率方向维护原理是运用缺陷线路零序电流滞后零序电压90。,非缺陷线路零序电流超前零序电压90。的特征来完毕的。如今选用这一原理完毕的设备在实习电网中运用较多,但对中性点经消弧线圈接地的系统此原理无效。
2.3 首半波原理
  该原理是根据接地缺陷发作在相电压挨近最大值刹那间间这一假定。它运用缺陷线路中缺陷后暂态零序电流第一个周期的首半波与非缺陷线路相反的特征完毕挑选性维护。但该原理不能反映相电压较低时的接地缺陷,且受接地过渡电阻影响较大,一同也存在作业死区。
2.4 谐波电流方向原理
  由于电力电子传动设备在供电网中的推行运用,以及电源变压器铁芯非线性的影响,电网中除存在基波成格外,必定还包括一系列谐波成分。故可运用5次或7次谐波电流的巨细或方向构成挑选性接地维护。对于中性点经消弧线圈接地系统,因消弧线圈的效果是对基波而言的,5次或7次谐波电流的散布规矩与中性点不接地电网相同,故该原理仍然可行。但由于5次或7次谐波含量相对基波而言要小得多,且各电网的谐波含量巨细纷歧,故以此原理构成的维护其零序电压动作值通常很高,活络度较低,在接地址存在必定过渡电阻的状况下将呈现拒动景象。
3 零序电流有功重量方向原理
  为打败现有各种原理存在的短少,这篇文章提出一种新的维护原理:零序电流有功重量方向原理。为阐明该原理,先以中性点经电阻接地的系统为例进行阐明。当此系统发作接地缺陷时,零序等效网络如图1所示(设为A相缺陷,R为接地址过渡电阻)。

图1 中性点经电阻接地系统零序等效网络
Fig.1 Zero sequence equivalent network
of resistance neutral grounding
  由图可知,缺陷线路Ⅲ始端所反响的零序电流为
  (1)
  对非缺陷线路Ⅰ、Ⅱ则为
  (2)
  (3)
式中 C0Σ=C0Ⅰ+C0Ⅱ+C0Ⅲ,为全电网一相对地电容之和。
  可见,流过缺陷线路始端的零序电流可分2有些:中性点电阻器RN发作的有功电流,相位滞后于零序电压90。。流过非缺陷线路的零序电流只需由本支路对地电容发作的容性电流,相位超前零序电压90。。
  由于有功电流只流过缺陷线路,与非缺陷线路无关,因而,只需以零序电压作为参看矢量,将此有功电流取出,就可非常便本地完毕接地选线维护。这便是零序电流有功重量方向维护的根柢原理。有功重量的取出,可选用软件或硬件相敏整流的办法即可便当完毕。
  对中性点经消弧线圈接地系统,如今首要选用消弧线圈并(串)电阻作业的派生接本地法,且消弧线圈自身的有功成分较大(实测单相接地时其有功电流达2~3A)。当此系统发作接地缺陷时,缺陷线路始端所反映的零序电流除添加一有些电理性电流外,别的二有些与电阻接地系共相同,因而上述原理仍然可行。
  对于中性点不接地系统,当发作接地缺陷时,流过缺陷和非缺陷线路的零序电流皆为容性,且方向相反。此刻,可选用移相的办法,使缺陷、非缺陷线路的零序电流别离与零序电压反相位、同相位,恰当于将它们变成了有功电流。因而,对于中性点不接地系统,该维护原理实质上是零序功率方向原理的延伸,但通过上述处理后,恰当于将原有的零序电压、零序电流比相计划从原有的90。拓宽到180。,然后发了解非常好的选线条件。

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