绝缘监测的研究Word文档格式.doc

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高敏电流互感器测得的二次侧电流、电压信号经分析处理传送到上位机，也可作为零序功率方向选线法的判据，并与附加低频信号选线法相互佐证，实现电网电缆单相接地故障线路的可靠选线。

基于附加低频信号测量电缆对地绝缘参数原理图如图1所示。

图1附加低频信号法原理图

如图1原理图所示，为简化计算分析，输电线路中的电抗值相对于三相电抗器值可忽略不计，其等效电路如图2所示。

图2等效电路

由图2等效电路分析可得：

低频输入电压、限流电阻、电抗均为已知，低频电流值较小，可由系统中装置的高敏电流互感器测得，由公式两边实部分量与虚部分量的关系即可求得所需电缆对地电容、对地绝缘电阻。

由以上公式可得：

通过系统装置的高敏电流互感器测得二次侧电流信号，经滤波处理后即为，联合两个公式可求得电网电缆三相对地绝缘电阻与对地电容。

根据计算后的电缆对地绝缘参数，在基于此种原理的保护系统中设置不同范围整定值，用以区分不同程度危害的绝缘损耗。

当线路绝缘状况下降时，保护系统根据所测量绝缘参数所对应的整定值范围，做出报警、跳闸等不同指令。

二、低频信号检测的仿真

1.接入低频信号的途径仿真

把低频信号接入到供电线路中的途径一般有两种：

1、通过三相电容的方式接入；

2、通过三相电感的方式接入。

仿真电路图如下：

仿真时候接入的方法：

信号源峰值电压30V，频率10Hz，经过1:

1隔离变压器变到二次侧，然后通过电容或电抗接入到供电线路中。

当接入途径选择电容时，如下图：

注：

上图是检测电压信号，下图是接入电压信号，下同。

可以看到检测到的信号与接入信号电压峰值很大，衰减相当严重，不利于绝缘检测。

当接入途径选择电感时，如下图：

看到可以看到检测到的信号与接入信号电压峰值相差不大，衰减较小，对绝缘检测影响不大。

此外，如果采用经电容的方式接入信号源，是否会对实际线路对地电容的检测造成影响，这个还有待仿真研究。

2.线路绝缘下降的绝缘检测仿真

把低频交流信号源接入到供电线路中，设置电源为30V，10Hz，设仿真时间为0.4s，当A相对地绝缘程度在0.2s下降时（1000Ω电阻接地），仿真电流波形如下：

黑色：

检测的零序电流；

红色：

附加低频电源接入侧电流；

蓝色：

“短路”电流。

由上图可以看到，在线路绝缘程度下降之前，监测点的电流几乎为零，当在0.2s绝缘程度下降时，监测点电流迅速上升。

短路电阻流过的电流与附加电源的总电流几乎相等。

可以在线路绝缘程度下降的时候立刻检测到。

3.零序电流滤序器对绝缘监测的影响

在“线路绝缘下降的绝缘检测仿真”的基础上接入零序电流滤序器。

C=1e-7F，R=200Ω。

零序电流滤序器

“短路”电流

由上图可以看到，这和没有接入零序电流滤序器的波形基本一样，即零序电流滤序器对绝缘监测没有影响。

4.中性点接地故障对绝缘监测的影响

在“线路绝缘下降的绝缘检测仿真”的基础上，让中性点接地，接地电阻RE=10Ω，仿真图形如下：

由上图可知，检测的零序电流和“短路”电流变化不大，中性点接地对其影响不大，但是附加低频电源接入侧电流变化很大，且持续，峰值电压能达到2A。

这可能对附加电源有较大影响，甚至烧坏电源。

三、附加直流电压源监测的仿真

1.线路绝缘下降的绝缘检测仿真

在原来仿真的基础上，把低频交流信号源改为低压直流电源进行仿真，设仿真时间为0.4s，当A相对地绝缘程度在0.2s下降时，仿真波形如下：

上图为附加直流电源电压，下图为监测点的检测电流，下同。

可以看到，在线路绝缘程度下降之前，监测点的电流几乎为零，当在0.2s绝缘程度下降时，监测点电流迅速上升。

由于监测点采用的是三相电流相加求零序的方式，当只有A相绝缘程度下降时，线路将不对称，因此会检测到正弦的零序电流，但由于直流附加电源的存在，检测电流里面还会附加有直流电流。

2.零序电流滤序器对绝缘监测的影响

得到仿真波形如下：

由上图可以看到，这和没有接入零序电流滤序器的波形相对比，波形的毛刺多了一些，但是电流的幅值基本一样，即零序电流滤序器对附加直流电源的绝缘监测也没有影响。

3.中性点接地故障对绝缘监测的影响

从上图可以看出，当中性点发生接地故障的时候，检测电流在0.5A（直流）左右，这会严重影响绝缘监测对线路的实时检测情况。

附录：