小电流接地系统单相接地故障畸变量分析.pdf

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1、第6期总第192期农业科技与装备No．6TotalNo．1922010年6月AgriculturalScience&TechnologyandEquipmentJun．2010小电流接地系统单相接地故障畸变量分析关永刚1，赵玉林1，梁秋艳2，韩如坤3(1．东北农业大学工程学院，哈尔滨150030；2．佳木斯大学，黑龙"2r-佳木斯154007；3．烟台汽车工程职业学院，山东烟台265500)摘要：小电流接地系统采用行波法进行单相接地故障定位，具有准确度高、不受接地电阻影响的优点，但定位可靠性与检测量有关。利用MATLAB的仿真工具箱对单相接地故障进行仿真试

2、验。结果表明：采用电流行波畸变量作为单相接地故障判据，比电压行波具有更高的敏感性。关键词：农业1=程；单相接地故障；小电流接地；MATLAB仿真中图分类号：TM726文献标识码：A文章编号：1674一l161(2010)06-0061-03我国高、中压配电网普遍采用小电流接地方式．单相接地是最常见的故障，不仅影响设备正常供电。甚至会引起相间短路而扩大事故⋯。准确、可靠的故障定位能降低因停电造成的经济损失[21。目前输电线路故障定位法按其工作原理可以分为阻抗法、故障分析法和行波法[3]。阻抗法受故障点过渡电阻的影响，误差较大⋯。而行波定位法是根据故障行波特征

3、来实现故障定位的，它不受对侧系统过渡电阻、系统运行方式等因素影响，定位精度高[5]。本研究利用MArrLAB／SimPower工具箱对单相接地时电压、电流波形进行仿真．进而分析行波法故障定位的有效性。1经消弧线圈接地系统模型某35kV中性点经消弧线圈接地输电网络各相分别引出3条相同的一级出线，假设A相发生单相接地故障，故障点与母线间的距离为k。模型电路如图1所示，选用odel5s算法进行仿真。表1线路参数Table1Parametersofelectricllne』一：一；磋争垣憋一一事!蓬擎国逦簟～．’线路3、Ld3一负荷3L1——一目I引ic!EI．1

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6、lI-j；二：兰；因!=至同；!!：!．1与网嫠竺昙絮：2譬01良0-刚02，-，0。3。，、蟹黼。。。宣“}由^蠹站白曲2京兽嘉燃徽随机性，而这墨喜纂萎嬲198H碍’硕士’从事地方蚴微锄种随菇筹滩淼霜磊淼菇幕化技术方面的研究。仃腿仉l，土^1耿陴，r日个“1P畎陴1’口口，吧匝／r“吧t，lL仪7p伺p62农业科技与装备2010年6月有影响。下面对这几种情况分别进行仿真。2．1故障距离对电压、电流的影响以线路L。的A相为研究对象，单相接地的位置分别为LⅡ,

7、r=30km，k13=10km，k15-2km处，接地阻抗为n／=lOOQ，故障发生时问随机为0．016s，切除时刻为0．06s。发生单相接地故障时线路电压、电流波形如图2所示。2)暂态时刻故障相电流与非故障相电流极性相反。故障距离越小，故障相电流暂态量大于非故障相越明显。3)不同故障距离上的线路电压值基本重合，说明故障距离对电压影响不大。2．2故障相电压相角对电压、电流的影响以线路k中A相为研究对象，发生单相接地的位置为50km处，接地阻抗为RFl00n，故障发生时间分别在A相电压相角为第2个工频周期900、1800、2700时，即对应的故障时刻为正向峰

8、值、过零点、负向峰值。2km处坡彤图2不同距离各相故障波形Figure2VadousfhIIItwavesofdifferentdistance由图2可知故障距离对母线电压、电流的稳态分量几乎没有影响．但对暂态分量有较大影响。在故障故障相角270。时波形时刻其他参数不变时，不同的故障距离上线路电压、图3不同相角处各相故障波形电流值基本相同。Figure3Vano憾faun眦V姻ofdifferentphaseangel1)故障距离越短，故障相电流瞬间波动越大，且由图3可知，故障时刻对故障特征量的幅值、相持续时间越短．波动越容易被行波定位装置检测，因位影响明

9、显。而定位越可靠。1)接地在故障电压正、负向峰值附近时刻发生，2010年第6期关永刚等川、电流接地系统单相接地故障畸变量分析63故障相电流暂态值明显大于非故障相，在母线处能够轻松捕捉到故障波头。故障相电流相位与非故障相相差l800。用行波法定位在此处最灵敏。2)接地发生在故障相电压过零点附近时刻，电压、电流发生跃变的幅度较小，暂态时间短，此时行波法无法有效故障定位。2．3过渡阻抗对电压、电流的影响以线路IJ3中A相为研究对象，发生单相接地的位置为50km。故障时间随机为0．016s，切除时刻为0．06s。接地阻抗分别为Rm011、20Q、100Q时电压、电

10、流仿真波形如图4所示。由图4可知。在距离相同的故障线路中，过渡电图