基于残流与首半波综合的接地选线方法研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第7期继电器Vo1．34No．762006年4月1日RELAYApr．1，2006基于残流与首半波综合的接地选线方法研究胡佐，李欣然，石吉银(湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082)摘要：分析了小电流接地系统的故障特征，针对现有单相接地故障选线判据适应性较差、正确率不高的现状，应用模糊信息融合原理，提出了基于残流变化量比较与暂态首半周相位比较的单相接地故障模糊综合选线方法；构造了形式简洁物理意义清晰的的故障隶属函数和综合选线判据；研制出样机并进行了动模实验检验。实验运行结果表明该判据选线正确，抗干扰

2、能力强，是小接地电流电网中一种实用的综合选线判据。关键词：小电流接地系统；残流变化量比较；暂态首半周相位比较；模糊信息融合；综合选线判据中图分类号：TM773文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)07-0006434暂态首半周相位原理的综合选线判据；基于本文提0引言出的判据，开发了相应的接地选线装置，并进行了大我国3～60kV中压电网一般采用中性点不接量的动态模拟实验检验，动模实验结果表明该判据地方式(NUS)或经消弧线圈接地方式(NES)，在这简单明了，准确率高，是一种选线的好方法。种小电流接地系统(NUGS)中，单相接地故障率最1NES系统单相

3、接地判别的残流比较原理高，占配电网故障的80％以上⋯。对NUS系统单相接地故障选线较容易，可采用中性点经消弧线圈接地系统A相经过渡电阻稳态基波分量的群体比幅比相判据，而对于NES系R接地时，系统的简化等效接线如图1所示。图统单相接地故障选线较困难，由于故障特征差别不中，线路1表示故障线路，线路表示非故障线路大，并有很大的随机性和不稳定性，已经提出的多种(k=2，3，⋯，Ⅳ)。由图1可写出任一非故障线路选线方案都有其局限性：如五次谐波电流法，由于谐首端流出的各相电流如式(1)。波电流方向原理所使用的高次谐波分量较小，易受rIA=(U舭一)(1／ro+jwCA)干扰，

4、使得这种传统保护选线方法可靠性不高¨。{I眺=(U瞰一Uo)(1／r0+jwCB)(=2，3，．．．，Ⅳ)零序功率法，当用于短线路时，该线路零序电流变【Ic=(Uc一)(1／r0+jwC吼)小，当电网中出现高阻接地故障时，由于Uo很小，残(1)流不大，该保护的灵敏度出现问题。信号注入式(1)中：Cr。等为已知线路参数；Uo为中性点对法，需要额外的专门装置，接线麻烦复杂，还很容易地电压(也即电网每相零序电压)，可由测量确定。对其他保护产生电磁干扰J。负序电流的负序过由式(1)即可容易确定第条非故障线路的零序电流保护、负序方向保护及暂态能量保护，它们能适用流：于各种中

5、性点接地方式，但是负序电流的采集比较31o=IA+J眦+Jc困难，保护精度受故障残流大小的影响J。零序暂现假设中性点消弧线圈补偿度由故障前的态电流法，经过渡电阻接地，谐波污染，弧光引起的P．％调整为故障后的％，相应的消弧线圈调谐电多过渡过程此法均适用。但在电压过零发生接地感为￡．和，对应的中性点电压分别为。，和，时，暂态过程不明显，此法不适用。最大投影差值相应的非故障线路零序电流分别为。和，o船，则由法，此法的本质是寻求最大零序无功功率突变量的式(1)即可确定消弧线圈补偿度调整前后的非故障代数值，从理论上基本消除了cT不平衡的影响，但线路零序电流变化量如式(2)所

6、示。也有两个缺陷：计算量相当大；另外还需选取一个中Alo=(￡，01一￡，02)[1／ro+jtO(cA+c+间参考正弦信号J。c)／3](k=2，3，⋯，Ⅳ)(2)本文在大量的动模实验基础上基于残流比较和由于消弧线圈补偿度的调整幅度一般在10％暂态首半周相位比较原理，提出了一种基于残流和～15％，如果不考虑过渡电阻影响，消弧线圈补偿度维普资讯http://www.cqvip.com胡佐，等基于残流与首半波综合的接地选线方法研究7自由分量与电感电流的暂态直流分量之和，两者幅值不仅不能互相抵消，甚至还可能彼此叠加，使暂态接地电流幅值将更大。当故障发生在相电压接近于最

7、大值瞬间时，暂态电容电流较暂态电感电流大很多，故暂态过程的电流通常是很大的，而且暂态的频率也很高，这时流过消弧线圈的电流很小，对暂态量不起作用。所以在故障的初期，电感电流与电容电流是不能互相补偿的，其暂态接地电流的特性主要是由暂态电容电流的特性所决定。零序电流与零序电压首半波之间也存在着固定相位关系，对于放射图1接地故障时补偿电网的等值接线图形结构的电网而言，故障线路两个零序量极性相同，Fig．1Equivalentconnectionforcompensated在非故障线路上两者极性相反¨J，也就是说以故障distributionnetworkwithearth

8、fauh线