基于故障分量电流的单相接地保护新原理

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1、0_0#*％％％∞％，_ll：__i特稿专遵TEGAOZHUAND基于故障分量电流的摹相接蝗保护新原理肖仕武．林晓敏(1．华北电力大学电气与电子工程学院四方研究所，北京102206；2．福州供电局，福建福州200300)摘要：我国配电系统中，35kV及以下电网主要采用中性点非有效接地方式。中性点非有效接地系统发生单相接地故障时，单相接地保护一般要进行故障选线，但实际中选线准确率较低。本文对单相接地故障时相电流故障分量进行理论分析，应用小波变换提出一种新的幅值和相位相结合的单相接地保护原理。EMTP仿真分析验证．该方法能够适应配电网复杂的拓扑结构和不同的故障

2、状态，且只需根据本线路的电流故障分量的幅值和相位信息进行判断。关键词：配电系统：故障选线；小波变换中图分类号：TM862文献标志码：A文章编号：1673—7598(2009)10—0006—08O引言1相电流故障分量的分析我国6～35kV电网一般采用中性点非有效接地1．1中性点不接地系统方式【ll，主要包括中性点不接地和经消弧线圈接地．1．1．1两条馈线配电网发生单相接地故障时，接地电流仅为电网中图1示出的是中性点非有效接地系统A相接地所有馈线对地电容电流。数值较小，并且配网馈线故障。图1中，中性点不接地系统(K打开)馈线1发生多，结构复杂，运行环境多变，

3、这些因素增加了接地A相接地。应用对称分量法进行分析，其正、负、零序故障线路检测的困难。网络如图2所示国内外专家已提出的故障选线方法大体分为三类ll_2]：基于单相接地故障稳态量的选线法，如群体比幅比相法；基于单相接地故障暂态量的选线法，如零序电流暂态分量的小波选线法：基于特殊信号的选线法，如“S注人”法。前两类方法一般需要集中比较各条馈线的零序电流量，选线装置接线复杂，且难以与配电网馈线保护相结合：后一类则需要附加设备，成本较高。图1中性点非有效接地系统A相接地故障本文对中性点非有效接地系统发生单相接地流过故障点的正序、负序、零序电流为：故障时故障线路和非

4、故障线路三相电流的故障分，KA·==ZI∑UK,NOI丽()∑+量进行理论分析，详细分析了不同长度馈线对故障式中：为故障点故障前正常电压；z。∑、Z2∑、∑分选线的影响并总结出克服的方法。对提出的基于相别为从故障点看进去的正序、负序、零序阻抗。一般电流的单相接地保护原理【1进行改进，提出一种新的正序、负序阻抗相等。幅值与相位相结合的保护原理。故障点处正序、负序、零序电压为：收稿日期：2009—09一l5基金项目：国家自然科学基金重点项目50837002。作者简介：肖仕武(1974一)，男，湖北新洲人，讲师，主要从事电力系统继电保护及电力系统仍真方面的研究工

5、作。下EGA0ZHUANDI特稿专递△￡=(一+z，kA(6)因为线路阻抗远小于负荷阻抗和线路分布电容的容抗，于是有：2r即一一(+)z_j1(a)正序网络一般情况下<

6、toC2o)／／(-j1／oCzo)因为(c)零序网络=【／20=“20IOc=alOA(8)图2中性点非有效接地系统正序、负序、零序网络所以非故障线路三相电流故障分量为：KA1=q一，KAlZ1∑KA2=一，KA2z=2∑一，KA1Zl∑AI2A=(2象+)E0=一，KAoX=-／~1∑故障点处三相电压故障分量为：彘△A=一(2Z1∑+Zo∑)气1=惫+急(9)△已=一(一∑+∑)，Ilf3)可得△UKc=一(一Z1∑+Zo∑)，KA1由于Zo∑>>∑，故△、△‰、△近似相等。△，2B=△，2c(10)母线处正序、负序、零序电压为：因为线路阻抗远小于线路

7、分布容抗和负荷阻抗，近似有：UmAl=UKAl+1+1(1／z]+joJC1)]=[I+Zl(1／+jwC1)]Af01+一垫Z砣C1C2o{z-一x[I+Z·(1+jwC)]}，KA-E，mA2=KA2十KA2+(^(1，+jtoC1)】==一丝zz2十Z{～∑[1+(1／+jwC)]}，KA。当非故障线路电容远大于故障线路电容时o：(，KA0+z1o(，KAo+UKA【】jCl0)=fllo—Zox(1+Z,ojoJC10)]1(4)2一令△△，2e=△，2c(11)z~=z1一Zlx[1+ZI(1+joJC1)]非故障线路故障相电流故障分量与两非故障

8、相teq_~．1lo—zox(I+Zlojo~CIf1)电流故障分