PDF《中性点不接地系统单相接地故障定位方法》

32 | ・工业工程・2018年第37卷第15期 电气安全 | Electric Safety 中性点不接地系统单相接地故障定位方法 分析了中性点不接地系统单相接地时,故障点两侧零序 电流和零序电压之间的相位关系,推出单相接地故障时故障 点上游零序电流超前零序电压90°,故障点下游零序电压滞 后零序电流90°结论,提出线路单相接地故障的判别方法.

监测点把线路划分为N条线段,通过异或门逻辑电路对线路 故障区段进行定位,仿真结果证明这种故障区段定位方法有 令人满意的性能. 唐英杰/本科 唐英杰/河海大学电气工程学院

0 引言 中性点不接地系统指系统中性点与 大地没有任何连接的接地方式,系统发 生单相接地时,短路电流实际为流过线 路与大地之间分布电容的容性电流,数 值很小,甚至小于线路的负荷电流,保 护动作于信号,不跳闸.故障相对地电 压降低,非故障相对地电压升高,系统 中性点电压发生偏移,导致系统三相电压 不平衡,电网出现零序电压.此时不影响 三相用户供电,可带故障运行1~2 h,但 运行时间过长容易引起非故障相绝缘的 损坏,发展成相间短路故障.因此,高 效准确地定位故障点,提高供电可靠性 成为大家研究的热点.文献[1]利用小波 变换和BP神经网络实现小电流接电系统 单相接地故障选线;

文献[2]通过在PT中 在线注入信号,利用神经网络跟踪小波 变换模极大值变化定位故障点;

文献[3] 通过图和树的拓扑结构定位配电线路故 障区段;

文献[4]提出一种基于蚁群算法 的神经网络配电网故障选线方法;

文献 [5]提出一种基于逻辑 与 关系的单相 接地故障选线方 法.文中首先分析了中 性点不接地系统发生单相接地故障时, 故障点上游和下游零序电压和零序电流 之间的相位关系,基于异或门逻辑电路 对线路故障区段进行定位,线段两侧监 测点电位相同则为非故障线段,线段两 侧监测点电位相异则为故障线段.

1 单相接地故障原理分析 中性点不接地系统单相接地时,接 地电流分布如图1所示,等效零序网络如 图2所示.系统发生金属性接地短路, 接地相对地电压为零,非故障相电压升 高为线电压,电网出现零序电压和零序 电流,零序电压与故障相电势的相位差 180°,系统零序电压和零序电流存在如 下关系 U0 Im0 = j!Cm0! (1) U0 In0 =!j!Cn0 (2) 故障点、线路的分布电容和故障线路构成零序电流通道,零序电流由故 障点分别流向线路母线侧和线路负荷 关键词/Keywords 零序电压・ 零序电流・ 相位差・ 异或门逻辑电路・ 图1 单相接地时接地电流分布图 A B C 线路1 线路N … 图2 等效零序网络图 Cm0Σ Cn0Σ Im0 In0 U0 UE m d n www.eage.com.cn 2018年8月上・工业工程・ |

33 Electric Safety | 电气安全 中性点不接地系统单相接地故障定位方法 终端,流向故障点两侧的零序电流Im0和In0基本同 相位,从式(1)和式(2)可以得出如下结论: 故障点上游线路零序电流相位滞后零序电压相位 90°;

故障点下游线路零序电流相位超前零序电压 相位90°. 图1中:A,B,C分别为系统三相电源母线;

线路m、n端分别为线路故障点上游和下游端点;

UE为系统故障相电势;

U0为系统发生单相接地故 障时接地点的零序电压;

Id为系统单相接地时流过 故障点处短路电流;

Im0和In0分别为从故障点流向 故障点上游m端零序电流和流向故障点下游n端零 序电流;