小电流接地选线系统.doc

小电流接地选线系统.doc

《小电流接地选线系统.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小电流接地选线系统.doc（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

毕业设计

题目：

小电流接地选线系统

院、系：

电气工程及其自动化

姓名：

指导教师：

系主任：

2014年6月8日

小电流接地选线系统

摘要

我国中低压配电网中性点广泛采用小电流接地方式，这种接地方式具有供电可靠性高的优点。

但发生单相接地故障后，由于故障电流微弱、电弧不稳定等原因，单相接地故障选线和故障定位问题长期以来没有得到很好地解决，至今许多变电站仍然使用人工拉路方法查找故障线路和自测法寻找故障点。

本论文重点研究配电网单相接地故障选线及故障定位问题。

通过对配电网单相接地故障暂态过程的深入分析得知：

线路存在串联谐振过程和并联谐振过程，线路发生谐振时，故障线路的阻抗时而程容性，时而程感性，其特性受系统出线数、各线路长度等因素的影响较大，此时故障线路零序电流与所有非故障线路零序电流关系较为复杂。

通过分析多种选线方法的优缺点，本文最终选择了信号注入法。

分析了注入信号法选线定位原理，指出注入信号法实质上是人为增加了零序电流。

讨论了注入信号的探测方法，提出用零序电流互感器探测注入信号的方法。

分析了影响注入信号电流在故障线路中流通的因素和注入信号电流的相位特征，指出注入信号电流的相位特征只能作为选线的辅助判据。

关键词小电流接地系统；单线接地故障；故障定位；信号注入

III

Thesmallcurrentgroundinglineselectionsystem

Abstract

Inourcountry,widelyusedinlowvoltagedistributionnetworkneutralsmallcurrentgroundingmethod,thegroundingmethodhastheadvantageofhighpowersupplyreliability.Butafterthesingle-phaseearthfaultoccurs,suchasweakfaultcurrentandarcstability,single-phaseearthfaultlineselectionandfaultlocationproblemforalongtimehaven'tbeensolvedwell,uptonowmanysubstationstillusemanualpullwaymethodtofindthefaultlineandtheself-testmethodtofindfaultpoint.Thispaperfocusesonpowersingle-phaseearthfaultlineselectionandfaultlocationproblem.

Throughthedistributionnetworkofsingle-phaseearthfaulttransientprocessofthethoroughanalysisthatseriesresonanceprocessandparallelresonantcircuit,circuitresonanceoccurs,theimpedanceofthefaultlineandsometimesChengRongsex,sometimesperceptualprocess,itscharacteristicstoqualifyforthesystem,thelinelengthislarger,theinfluenceofsuchfactorsasthefaultlinezerosequencecurrentwithallnonfaultlinezerosequencecurrentrelationshipismorecomplicated.

Byanalyzingtheadvantagesanddisadvantagesofavarietyoflineselectionmethod,thispaperfinallychosethesignalinjectionmethod.Analyzedtheinjectedsignalpositioningmethodoflineselectionprinciple,andpointsoutthatthesignalinjectionmethodisessentiallyartificiallyincreasedthezerosequencecurrent.Injectedsignaldetectionmethodisdiscussed,andputforwardwiththezerosequencecurrenttransformerdetectionsignalinjectionmethod.Influenceinjectionsignalcurrentisanalyzedintheflowoffactorsinthefaultlineandphasecharacteristicsofthesignalcurrentinjection,pointsoutthatthephasecharacteristicsofthesignalcurrentinjectioncanonlyasanaidinthecriterionoflineselection.

KeywordsThesmallcurrentgroundingsystem;Singlegroundfault;Faultlocation;Signalinjection

目录

摘要 I

Abstract II

第1章绪论 1

1.1研究目的及意义 1

1.2国内外技术现状 1

1.3本文主要研究内容 3

第2章小电流接地系统的单相接地故障的电气特征分析 4

2.1小电流接地系统 4

2.2中性点不接地单相接地故障的电气特征 4

2.3中性点经消弧线圈接地单相接地故障电气特征 7

2.4本章小结 9

第3章接地选线技术综述 10

3.1利用稳态信号的接地选线技术 10

3.1.1零序电流幅值比较法 10

3.1.2零序电流方向法 10

3.1.3谐波法 11

3.1.4零序电流有功分量法 11

3.1.5负序电流法 12

3.1.6注入信号法 12

3.2利用暂态信号的接地选线技术 12

3.2.1幅值与极性比较法 13

3.2.2小波法 14

3.2.3暂态能量法 14

3.3本章小结 14

第4章信号注入法 15

4.1注入信号法的提出 15

4.1.1“S注入法”的提出 15

4.1.2从中性点注入信号法的提出 18

4.2注入信号源 20

4.2.1信号源及其功率 20

4.2.2注入信号电流的频率 21

4.2.3注入信号的探测 21

4.3本章小结 23

结论 24

致谢 25

参考文献 26

第1章绪论

1.1研究目的及意义

在配电网系统中，单相接地故障率最高，约占配电网故障的80%以上。

我国的配电网多为小电流接地系统，由于在小电流接地系统中发生单相接地故障时不形成短路回路，只在系统中产生很小的零序电流，三相线电压依然对称，不影响系统正常工作，所以我国的电力规程规定，小电流接地系统可带单相接地故障继续运行1-2小时[1,2]。

这样能够提高供电的持续性和可靠性，这是小电流接地系统的突出优点。

但随着馈线的增多，电容电流也在增大，长时间带故障运行就易使故障扩大为相间短路或两点及多点接地故障。

弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行，所以必须及时找到故障线路予以切除或者找到故障点进行维修。

但是由于单相接地故障产生的故障电流很小等诸多原因，单相接地故障选线定位问题一直没有得到很好的解决。

现有的小电流接地保护不能从根本上解决小电流接地的选线问题，这与电力系统提高供电可靠性的要求与呼声背道而驰。

因此，进一步研究小电流接地系统单相接地故障的诊断方法具有很好的理论和实际意义。

1.2国内外技术现状

1.在美国，由于其电网中性点主要采用电阻接地方式，也利用零序过电流保护瞬时切除故常线路。

小电流接地系统中单相接地保护被认为是难以实现的，而且引起的过电压非常严重。

因此，他们一般不采用小电流接地系统宁愿在供电网络上多投资以保证供电的可靠性。

但是近年来，在EIEE（电子信息与电子工程国际学术会议）的专题报告上也认为应当加强小电流接地系统保护的研究。

2.法国在使用中性点进电阻接地系统（NRS）几十年后，现在正以NES取代NRS，同时开发出高新技术产品，零序导纳接地保护。

另外，挪威一公司则利用测量空间电场和磁场的相位，反映零序电压和零序电流的相位，研制了挂式接地指示器。

3.在前苏联，二十世纪以来小电流接地系统应用较多，主要采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式，保护主要采用零序功率方向原理和首半波原理。

其选线原理比较简单，不接地系统主要功率方向继电器。

日本在供电、钢铁、化工用点中普遍采用NUS或NRS，所以选线原理简单。

采用基波无功方向方法。

今年来，在如何获取零序电流信号以及接地点分区段方面投入了不少力量，利用光导纤维研制的架空线路和电缆零序互感器OZCT试验获得成功。

4.三十年代德国首次提出利用零序电流的半波极性来判断接地线路，相继有多篇论文发表，并有几代产品问世。

现在他们又研制出一种携带式接地报警装置。

而挪威一家公司则利用空间电场和磁场的相位，反映零序电流和零序电压的相位，研制出悬挂式接地指示器，分段悬挂在线路和分叉点上。

5.90年代，外国已将人工神经网络原理应用于NUGS单项接地故障保护，并在有关文献提到应用专家系统方法。

随着小波分析的出现和发展，国外有文献提及利用小波分析良好的时频局部性，分析故障暂态电流的高频分量的方法。

6.在我国，6-35KV配电网常采用小电流接地系统，其中大多数是中性点不接地系统或经消弧线圈接地系统。

已经提出的选线方法均以零序电压来启动保护或选线装置，因此可以根据是否利用故障电流来把它们分类，第一类包括:

比幅法、比相法、群体比幅比相法、首半被法、谐波电流方向法、五次谐波分量法、有功分量法、能量法，还有近几年出现的利用小波分析最大原理、模糊推理或模式识别来实现故障选线的多种方法;第二类包括:

拉线法、注入信号跟踪法等。

7.随着选线原理的发展，各种选线装置也相继研制成功。

50年代我国有根据首半波极性研制成功的基地保护装置和零序电流五次谐波研制成功的接地选线定位装置。

7