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1、基于能量法小电流接地选线的研究【摘要】本文研究了一种小电流接地选线的新原理，利用接地后零序电流和电压构成能量函数，由能量函数的方向判别接地线路。网络上的能量都是通过故障线路传送给非故障线路的,因此故障线路的能量函数总是小于零,并且其绝对值等于其它线路(包括消弧线圈)能量函数的总和。该原理适用于经消弧线圈接地系统。并且不受负荷谐波源和暂态过程的影响，从而在理论上解决了传统方法选线准确率低的问题。MATLAB仿真计算结果表明本文的结论是正确的。经消弧线圈接地电网的接地选线是传统方法中的一个主要难题，本文的方法在理论上解决了这个问题。关键词:接地选线;能量函数基于能量法小电流接地选线的研
2、究目录１ 引言1２ 单相接地故障的基本特征22.1.单相接地故障的基本特征22.2.小电流接地系统单相接地故障过程分析22.2.1小电流接地系统单相接地故障时的过程22.2.2中性点不接地系统单相接地故障的分析32.2.3经消弧线圈接地系统单相接地故障的分析........................7３接地选线保护原理123.1.各种选线原理的分析123.2.1基于稳态分量的选线方法123.2.2基于暂态分量的选线方法143.2.3基于注入信号的选线方法164能量法选线的基本原理174.1基本原理174.2零序能量函数的特点185本文基于MATLAB的系统建模及仿真196总结
3、336.1结论336.2展望33致谢34参考文献35基于能量法小电流接地选线的研究-36-基于能量法小电流接地选线的研究1引言我国大多数中低压电网均采用中性点不直接接地系统,即小接地电流系统。这种系统当其中性点发生单相接地故障时,供电仍能保证线电压的对称性,且故障电流较其他类型短路故障短路电流小得多。为不影响对负荷的连续供电,一般不必立即跳闸,可以继续运行1~2h。但当电网的馈线较多时,电容电流较大,接地点电弧不易熄灭,产生弧光接地过电压而损坏设备,而且长时间运行还容易使故障扩大成两点或多点接地短路,破坏系统安全运行,所以必须采取措施对过电压予以限制,并及时找到故障线路,发出信号,
4、由运行人员采取措施(转移负荷等)后再切除故障线路。发生单相接地时,传统的处理方式为逐条线路拉闸停电来判断故障线路。这样会造成长时间的停电,不利于系统安全运行。国内从20世纪50年代就开始了对接地保护原理和装置的研究。接地后能选择故障线路的装置，一般不动作于跳闸，而仅动作于信号。小电流接地选线是几十年来未能很好解决的问题。目前已提出的检测方法主要有基波零序电流方向、五次谐波电流方向、暂态电流首半波方向等。基波零序电流方向在经消弧线圈接地系统中失效。五次谐波电流方向在负荷中存在五次谐波源时不能保证正确的方向。首半波方向在电压过零点附近接地时失效,并且其方向性只能维持极短的时间。因此抗干
5、扰能力差，由于已提出的各种检测方法在理论上均存在缺陷，选线准确性低。不能满足实际工程要求。故有必要探索新的方法。本文研究了系统接地后零序能量函数的变化规律。发现接地后零序能量函数的符号和大小均能识别接地线路。并且不受负荷和消弧线圈的影响.，从而在理论上解决了传统方法选线准确率低的问题。-36-基于能量法小电流接地选线的研究-36-基于能量法小电流接地选线的研究2单相接地故障的基本特征2.1单相接地故障的基本特征（1）不完全接地当通过高电阻或电弧接地时，也就是发生单相不完全接地，此时故障相的电压降低，而未发生故障相的电压会升高，并超过相电压，但是不会达到线电压。电压互感器开口三角处的
6、电压达到整定值，电压继电器开始动作并发出接地信号。（2）完全接地当发生单相完全接地时，故障相的电压会降到0，而未发生故障相的电压会升高到与线电压相同。电压互感器开口三角处的电压达到100V，电压继电器开始动作并发出接地信号。（3）电压互感器高压侧出现单相断线或熔断件熔断当电压互感器高压侧出现单相断线或熔断件熔断时，故障相的电压表在二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路，会出现比较小的电压指示，但是这个电压并不是实际电压。而此时未发生故障相的电压仍为相电压。电压互感器开口三角处的电压达到35V左右，电压继电器开始动作并发出接地信号。（4）串联谐振由于系统中存在容性和感性参
7、数的元件（如带有铁芯的铁磁电感元件），当参数组合不匹配时，便会引起铁磁谐振，电压继电器开始动作并发出接地信号。（5）空载母线会发生虚假接地的现象如果电网的母线以空载的方式运行，就很有可能出现三相电压不平衡的情况，并发出已经接地的虚假信号。但是，当再接入一条线路之后，该现象就会消失。（6）绝缘监测仪表的中性点断线时电网发生单相接地当绝缘监测仪表的中性点断线时，若三相电压显示正常，但却已发出接地信号。则说明系统已发生单相接地，只不过因电压表的中性点断线，而导致绝缘监测仪表
