基于对称分量法小电流接地系统单相接地故障选线研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com东北电力技术2008年第1期基于对称分量法小电流接地系统单相接地故障选线研究StudyonSingle·-phase·-to·-groundFaultFeederforLowCurrentSystemBasedonSymmetricalComponentMethod龚静(北京建筑工程学院北京100044)摘要：以对称分量法分析小电流接地系统(NUGS)单相接地故障，指出了NUGS经过渡电阻单相接地时负序电流特征，推导出了负序函数，给出了相应的选线判据

2、。单相接地故障选线是FItU馈线自动化系统的重要组成部分，介绍了FItU的硬件结构和软件构思，通过MATLAB仿真试验证明该选线方法的准确性和有效性。关键词：小电流接地系统；负序电流；故障选线【中图分类号]TM77；TM711[3t献标识码]B[文章编号]1004—7913(2008)01-0026一o4我国3～60kV中压电网一般采用小电流接地有效手段，任意三相电流可以按照如下变换关系分系统，如何准确及时选出故障线路对于配电自动化解成正、负、零序分量：的实现有着重要的意义。由于故障暂态分量相对明

3、●，。(1)显，因此，提出了诸多基于暂态分量的选线方法，r1●1I如：暂态首半波法、高频暂态能量法、小波分析法，(2)等。由于暂态分量选线对硬件要求高，而且易受干●__l01c2，。(0)扰影响，因此采用稳态分量选线，如有功分量法、以图1所示的两出线小电流接地系统为例，线谐波法、零序电容电流补偿法、零序导纳法、最大路2的，点经过渡电阻发生单相接地故障，根△(1sintp)投影差值法、残流增量法等，但这些方据对称分量法，其对应的正、负、零序网络如图2法都存在不足。～图4所示。本文以对称分量法为依据，

4、结合NUGS单相接地故障特征(见图1)，提出基于负序分量的选线方法。通过仿真试验证明了该选线法的可靠性。该选线法不受中性点接地方式的影响，无需设定整定值，可以区分线路和线路以外故障，具有较高的灵敏度。图2正序网络工图3负序网络图1NUGS发生单相接地故障1对称分量法基本原理[图4零序网络对称分量法是分析电力系统不对称故障的一种维普资讯http://www.cqvip.com2008年第1期东北电力技术27经过渡电阻单相接地，用对称分量表示的故障点边界条件为t)+2)+0)=[，t)+I／(z~+，

5、0)]RuI／(t)，2)=0)由此得到如图5所示的复合序网，其中z=⋯、z=()、z=(。)分别为从故障点，看整个网络的正、负、零序阻抗。图7经过渡电阻接地电压向量图由图7可知，接地相对地电压不是最低的，当接地点D在D点以上时，Uc一。>UB一。>U一。；当D正好在D点时，Uc—D>UB—D=UA—D；当D在D点以下时，U一。>UA一。>UB一。；无论A相在何处图5复合序网发生接地，C相的电压总是最高。同理可以分析2NUGS故障选线的对称分量法B、C相接地情况。由此得到判断接地故障相的判据：电压

6、最高的2．1故障相判据下一相(按A、B、C正序)为接地相。NUGS经短路时，中性点位移电压为。2．2故障线路判据参见图6，由式(1)得非故障线路1的负序=一ZE，其中z是接地系数。电流分布如图6电流为所示。●●^●●3，负非，t+，b1+，t=线路●●●lA—n+UBn+Uc——nCo(3)将式(2)代入式(3)并化简得：3，负非=j,oCoEA=，ct(4)线路式(4)说明非故障线路的负序电流仅为线路本2身对地电容与E的乘积，此值小且超前E9O。。同理，故障线路2的负序电流为]3，负故=，a2+

7、Ol，b2+Ol，e2=(，。1+，cb1+，。。I+，。a2+，b2+，2一)+图6NUGS电流分布OlUB当RⅣ=0，则Z=1，U0一D=一EA；当RⅣ一—da,Co+OlUc—dooCo[，c：一(1+P)，c：]+OlUB—do,co+∞，则Z=O，U。一。=O，电网正常运行；当为某一有限值，而且电网运行方式一定时，则接地系OlUc—d,oCo=一P，c=一zEA(5)数z的变化范围为(0，1)，可以证明。一。的变式(5)说明故障线路的负序电流为全系统对化轨迹是以IEI为直径的右半圆，如图

8、7所示，地电容电流P倍(P为补偿度)与zE之和的相各相对地电压变为反数，数值大，与非故障线路负序电流的相位相差>90。。电流向量图如图8所示。UAD=EA+U0—一D=(1一Z)EA对任一出线k构造负序函数：Iu。dt，根。=k+。。：(e一一z)k一一(2)据分析，非故障线路>0，故障线路<0，且。：k+。。=(一z)k一一其值较非故障线路大很多。维普资讯http://www.cqvip.com东北电力技术2008年第1期和等待状态、初始化异步串行口(包括设置数据长度、有无奇偶校