电网故障监测与定位(第5章)-利用暂态行波的小电流接地系统故障监测技术.ppt

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1、利用暂态行波的小电流接地系统故障监测技术主要内容概述小电流接地系统故障分析利用暂态行波的小电流接地故障选线技术利用暂态行波的小电流接地系统故障定位技术利用暂态行波的小电流接地系统瞬时性故障监测技术总结1.概述小电流接地系统中性点不接地（绝缘）系统IL谐振（消弧线圈）接地系统小电流接地系统的优点主要避免接地故障跳闸，提高供电可靠性。大部分情况下，接地电弧能够熄灭，电网自动恢复正常运行。接地电流小，可防止事故进一步扩大。小电流接地系统存在的问题单相接地故障会导致非故障相电压升高，危害电网绝缘。一般情况下，单相接地引起非故障相电压升高1.732倍。接地点间歇拉电弧，线路电

2、容反复充放电，电压升高可达3.5倍。接地电弧长期存在，可能烧坏接地点绝缘，造成相间短路故障，导致保护跳闸。小电流接地系统存在的问题（续）继电保护配置困难：故障电流微弱，接地电弧不稳定，接地故障选线的问题一直没有得到很好地解决；小电流接地故障选线难，主要难在谐振接地系统；许多供电部门仍然采用拉路法选择接地线路。供电瞬时中断，影响用户用电设备正常工作，甚至可能造成停电事故。小电流接地系统新技术消弧线圈自动调谐技术可以精确地补偿电容电流，使接地点电流尽可能的小，提高了电弧自动熄灭的几率。利用暂态行波的小电流接地故障选线保护技术利用暂态行波的小电流接地系统故障定位技术利用暂态

3、行波的小电流接地系统瞬时性故障监测技术2.小电流接地系统故障分析2.1稳态故障分析2.2暂态故障分析2.3行波故障分析2.1稳态故障分析A相接地后,接地相电压为零,非故障相电压升高1.732倍,零序电压与故障前故障点电压大小相等，极性相反。接地点电流是正常运行时三相对地电容电流的算术和。EAECEBUB0UC0U0ABCoICIfIB中性点不接地电网零序等效网络中性点不接地电网零序电流特征故障线路零序电流是所有非故障元件（线路）电容电流之和，方向是由故障点流向母线。非故障相零序电流等于线路本身电容电流，方向由母线流向故障。故障线路电流大于非故障线路，二者反极性。IhI

4、f谐振接地电网零序网络消弧线圈接地电网零序电流关系IhIfL过补偿状态下，故障线路电流方向与非故障线路一致，由母线流向故障点，幅值往往也小于非故障线路。故障线路电气量失去“唯一性”特征，这是谐振接地系统小电流接地故障选线难的根本原因。2.2暂态故障分析暂态过程：故障相电压突然降低引起的放电电流，不经过电源流向故障点，频率在数千赫兹，衰减快；非故障相电压突然升高，引起的电容充电电流，经过电源形成回路，频率数百赫兹，衰减慢。ABCIf放电充电分析暂态过程需要使用变换矩阵是实数的模变换法实际工程中，一般使用卡伦包尔（Karenbauer）变换。模量1、2是两相导体（A、B相

5、与A、C相）之间流动，参数与正序网络一致。模量0在三相导体与大地之间流动，参数与零序网络一致。接地电流计算复合模网接地电流计算（零序）简化等效电路L等于2倍的线模（正序）电感，R是3倍的过渡电阻加上线模（正序）电阻。e(t)是虚拟电压源，与故障前故障点电压大小相等，方向相反。接地电阻较小时等效电路。充电过程短暂，可以忽略消弧线圈影响。故障发生在电压最大值时电流：--衰减系数--回路自由振荡频率暂态电流远大于稳态电容电流。暂态最大电流与稳态电容电流之比，可达到几倍到十几倍。暂态最大电流值与故障时电压相角有关。一般故障都发生在电压最大值附近。暂态电流值不受消弧线圈的影响。

6、暂态接地电流特点接地电阻较大时等效电路。充电过程长，可达数十个ms，可以忽略串联电感的影响。接地电阻比较大时，零序电压缓慢上升。间歇性接地（拉弧）现象故障点往往在电压峰值时击穿，电流过零时熄弧，在电压出现另一次峰值时又击穿，可能在一段时间后消失，也有可能持续发生。小电流接地系统对接地故障续流能力差，故障点电流微弱，易出现间歇性接地故障现象。永久接地故障，由于接地电流小，也存在接地电弧不稳定现象，故障电流有效值及过渡电阻在一个周波内变化较大。间歇性瞬时性接地故障录波图间歇性瞬时性接地故障录波图暂态故障分析仿真模型110KVRfl2=6kml3=9kml4=12kml5=

7、15kml6=20kml1=3kmZL10kVTYY0LNRLK中性点不接地和经消弧线圈接地系统仿真模型不接地系统仿真结果（1）不接地系统故障时零模电压和各条出线零模电流不接地系统仿真结果（2）零模电压和各出线零模电流的暂态放大图不接地系统仿真结果（3）零模电压和各出线零模电流的特征分量谐振接地系统仿真结果（1）405060708090100110120-10010Time/msZerovoltage/kV40506070809010011012050050Time/msZerocurrents/A消弧线圈接地系统故障时零模电压和各条出线零模电流谐振