一种电压型配电网单相接地故障处理方法

一种电压型配电网单相接地故障处理方法

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第26卷　第12期电力系统自动化

2002年6月25日AutomationofElectricPowerSystemsVol.26　No.12

June25,2002

一种电压型配电网单相接地故障处理方法

薛永端1,吴　敏2,王俊江3,冯祖仁1,徐为纲2,徐丙垠3

(1.西安交通大学系统工程研究所,陕西省西安市710049)

(2.绍兴市用电管理所,浙江省绍兴市312000;3.科汇电气有限公司,山东省淄博市255031)

摘要:针对配电系统架空线路零序电流不易获取、障处理方法:路器、负荷开关的相互配合,。该方法属于分布智能模式,,并通过了现场试验进入实际运行,。

关键词:配电网;馈线自动化;小电流接地;故障隔离中图分类号:TM711;TM72712

0　引言

我国配电网大多采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。随着馈线自动化的发展和故障管理功能的不断完善,要求对单相接地故障也能像短路故障那样,实现故障区段快速隔离并恢复健全线路的供电,而不仅局限于传统的故障选线。这对小电流接地故障检测和馈线自动化技术提出了新的要求。

在电流型集中智能模式故障处理方法中,要求各个FTU将检测到的零序电流幅值或相位信息上传主站,由主站判断故障区段并发出指令隔离相应开关[1]。FTU使用的故障检测方法可以是国内外现有的任何一种电流型检测方法[2～4]。由于故障电流小、接地过程不稳定等原因,基于稳态的方法各有优缺点,可靠性较低。特别在架空线路中直接获取零序电流非常困难,而通过三相电流互感器(TA)合成的零序电流精度又不够高。同时,国内配电自动化系统大多是分批、分阶段实施,在通信系统不完善的条件下,电流型处理方法的适用性显著降低。

本文提出一种根据三相电压变化规律进行故障检测、在其他设备配合下实现故障隔离并恢复健全线路供电的新方法。由于正常工作和对故障的检测处理均以电压信号为判据,相对于电流型方法,其可靠性更高且不依赖于通信系统。

离,则系统三相对地电压恢复正常,恢复故障区段供电后又立即出现上述接地现象。而健全区段无论在被隔离或是恢复供电前后,三相电压都不会发生明显变化。

本文提出的电压型单相接地故障处理技术属于分布智能模式。利用三相电压(虚拟3U0)的变化,依靠断路器、分段/联络开关根据不同时延的相互配合,先断开故障线路、再逐段恢复供电的方法,实现故障区段隔离、健全区段恢复供电。其确定故障区段的判据是:该区段相邻开关或出线断路器合闸前没有出现、而合闸后的故障识别期内出现接地现象。

在电站,可以根据出线断路器重合到重新出现接地现象的时间差tf、分段/联络开关故障识别期时间长度td以及开关合闸动作时间tc,来确定故障点到电站的逻辑区段数n,即:

n=

+1

td+t(1)

1　电压型单相接地故障处理方法

1.1　基本原理

在小电流接地系统中,某条出线发生单相接地故障后,接地相电压下降,健全相电压升高,且整个系统都能感受到这种电压变化。如果故障区段被隔

收稿日期:2001211215。

再根据网络拓扑结构、各个开关的重合延时确定故障区段位置。1.2　有关设备功能配置要求

a.变配电站:如果配有小电流接地选线设备,选出故障线路后自动或人工指令出线断路器跳闸断开故障线路;否则,在故障时对所有出线要求人工依次断开直到故障分段成功。

b.出线断路器:在跳闸后延时重合;重合前无接地现象而重合后故障识别期内出现接地现象,则立即跳闸并闭锁再次重合;闭锁重合后需人工解锁。

c.分段/联络开关:两侧均失压后延时跳闸;一侧有压一侧无压时延时重合;重合前无接地现象而重合后故障识别期内出现接地现象,则立即跳闸并

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工程应用 　薛永端等　一种电压型配电网单相接地故障处理方法69

闭锁再次重合;闭锁重合后需人工解锁。

d.断路器、分段/联络开关的各种延时时间整定值应配合完好,以免合闸于有压线路造成双电源供电或改变线路应有的结构。1.3　永久性接地故障处理过程

以图1所示线路为例。这是一个含有2个出线断路器、4个分段开关和1个联络开关的手拉手式供电网络,正常运行时联络开关L处于分位

。

在电站,可以利用公式(1)确定故障区段。在本例中,n=3,即故障位于区段Ⅲ。1.4　瞬时性接地故障处理过程

断路器和分段/联络开关分闸后,在重合于故障区段之前若故障恢复、接地信号消失,则各个开关(包括断路器)顺利重合,线路恢复原有运行结构。

根据有关规程,2h,可以使断路器,既能避免跳,又能增。

2　性能分析

2.1　中性点接地方式的影响

图1　电压型单相永久性接地故障处理过程

Fig.1　Procedureofvoltagetypefaultmanagementforpermanentgroundingfault

当线路区段Ⅲ发生单相永久接地故障后,自动或人工指令出线断路器CB1跳闸,随后分段开关A～C失压跳闸;CB1重合前以及重合后的故障识别期内均无接地现象,重合成功;同理,A也重合成功;B重合前无接地现象、重合后故障识别期内出现接地现象,立即跳闸并闭锁重合功能;联络开关L经过延时后重合成功;与B同理,C重合后立即跳闸并闭锁重合功能。至此,故障区段被隔离、所有健全区段恢复供电。

我国配电网小电流接地系统中性点主要是不接地和消弧线圈接地2种。由于接地方式主要影响故障线路的零序电流,对于三相电压,除了消弧线圈可能引起谐振电压外,基本上没有影响。而谐振电压可以通过修改整定值予以克服(见第2.4节)。因此,电压型技术能适用于任何一种接地方式且工作原理和处理过程都相同,特别适用于需要经常改变接地方式、消弧线圈调谐度和线路运行结构的系统。2.2　分段/联络开关类型的影响

单相接地故障的接地电流很小,不会过多增加开关的开断负荷。因此,分段/联络开关无论选用负荷开关还是断路器,其故障处理方法都相同,整个过程中,主供侧出线断路器只需要1次跳闸和重合,而备供侧出线断路器不需要跳闸和重合,系统停电时间较短。2.3　分段/联络开关的TV配置和接地判据

为了实现本方法,必须测量开关两侧三相对地电压。在传统的3个(或以下)电压互感器(TV)配置方法中,开关至少有一侧最多有1个TV。由于小电流接地时故障电压变化的特殊性,直接接地可能发生下述情况:接地故障发生在联络开关单TV侧,其检测到一侧有压一侧无压,经延时后合闸造成误动,使双电源同时供电并使故障扩大到对端母线;误断开健全线路且主供方向为单TV侧,重合时分段开关检测不到主供侧恢复供电,引起拒动并最终导致联络开关闭合,改变线路原有的运行结构。

因此,每个分段/联络开关的TV配置应该满足:分别测量开关两侧相电压,每侧TV数量为2个到3个;所有TV能完全监视三相电压且测量同相电压的2个TV不能位于开关同一侧。相应的单相接地判据为:

a.分段/联络开关处于合位时,三相电压中一

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相欠压、另外两相过压。

b.分段开关处于分位时,满足有压侧一相电压欠压、一相或两相电压过压或者两相电压均过压。

c.联络开关处于分位时,满足任意一侧一相电压欠压、一相或两相电压过压或者任意一侧两相电压均过压。2.4　电压过压、欠压整定值的确定

发生单相金属性接地故障,接地相电压降为0、健全相电压升高为线电压。但是,当接地点存在过渡电阻时,接地相电压下降程度、 …… 此处隐藏：6266字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……