港口智能故障选线装置.ppt

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1、港口智能岸电系统和变电所故障选线装置主讲人:王念彬中远集团*连云港远洋运输有限公司自动化设备分公司一、前言二、港口高压供电系统三、单相接地故障危害四、装置技术原理五、装置结构及特性六、技术特点七、典型结构八、工程案例一、前言(一）应用环境港口特殊的环境，供电电缆长期处在潮湿、高盐度环境中，电缆长时间易出现绝缘老化直至破损的状况，发生单相接地故障几率很大。（二）国家标准国家标准GB/T50062-2008《电力装置的继电器保护和自动装置设计规范》第5.0.7条款规定：变电所及分支线路上宜安装具有选择性的接地保护装置，并动作于信号。当危及人身及设备安全时，

2、保护装置应动作于跳闸。二、港口供电系统1、港口供电系统故障模型港口变电所一般是采用10kV或6kV供电，变压器中性点不接地或者经消弧线圈接地。下图为模拟港口高压供电系统单相接地故障图。K打开为中性点不接地，K合上为中性点经消弧线圈接地系统。图中箭头为故障零序电流流向。2、故障支路和非故障支路波形（1）故障角为（2）故障角为（2）故障角为三、单相接地危害1、非故障支路相电压升高故障支路对地电压为零，非故障支路相电压升高，三相电压不再对称，长时间会烧毁设备。2、漏电电流大，危及港口供电系统、人身、船舶安全3、单相接地故障进一步发展，会导致两相短路严重故障。

3、4、引起越级跳闸、导致大面积停电如不能及时切除故障线路，故障会进一步蔓延，导致主变二次侧跳闸，致使港口大面积停电。单相接地电容电流大小（交流聚乙烯电缆）（表中为非金属性接地故障时的电流大小）导体截面积电容uF/Km6kV10kV3X350.2120.72A1.03A3X500.2370.79A1.08A3X700.270.89A1.20A3X1200.3271.03A1.48A3X1500.3581.13A1.60A3X1850.3881.23A1.77A单相接地电容电流（漏电电流）主要存在于矿山，钢铁企业，港口变电所中。对于6kV电网，中等变电所70

4、%的漏电电流在20--50A，个别会达到100A。对于10kV电网，漏电电流从几安培到上百安培不等，但70%的电网集中在15A--75A。超过5A即可认为发生单相接地故障，单相接地保护装置要求动作。四、装置原理（一）单相接地故障特点■发生故障机理复杂，多为闪烁接地。■故障支路时的电流非常小，甚至非故障支路电流比故障支路电流大。■故障电流方向不确定。■故障电流波形持续时间很短，且杂乱无章，故障持续时间约1—2周波，并且不固定，信号取样困难。（二）技术原理1、硬件设计采用FPGA数据快速采样，双ARM核心运算。2、软件算法发生单相接地故障时，故障电流信息比

5、较复杂，且含有高频谐波成分；且单相接地故障在初期大多是闪烁性电弧接地，采样稳态和暂态相融合算法。即：基于衰减直流分量法和暂态脉冲特性和首半波法相融合的单相接地故障选线方案。（1）衰减直流分量法故障角较小时，在相电压过零附近，故障线路中零序电流有较明显的衰减直流分量，而健全线路零序电流的衰减直流分量很小。（2）暂态脉冲特性故障角较大时，高压供电系统发生单相接地故障的初始时刻，故障线路和非故障线路的零序电流在数值上非常大，且符号相反。（3）首半波法单相接地故障发生在相电压最大值附近，在故障初期较短的时间内故障线路暂态零序电流和电压有着相反的方向，非故障线路

6、的暂态零序电流和电压间有着相同的方向。五、装置结构及特性（一）装置结构本装置采用FPGA+双ARM处理器结构，以液晶显示器、按键为人机接口，采用多种智能算法相融合的故障选线装置。该装置具有操作简单，选线准确，运行可靠等特点。可记忆瞬间接地信息，能够区分母线接地和出线接地故障，还可配置通信接口实现故障信息传送至集中监控系统。（二）装置特性■装置工作电压AC86-264V供电，工作电流3A。■可监控4段母线，24条分支路。■系统接地电容电流100mA—100A。■零序电压启动值1V—200V。■装置跳闸时间<30ms。■检测误差：±5%。■跳闸延时：0—0

7、.5S（可以设定）。■跳闸出口容量：AC220V，8A，时间常数为5ms。■通讯规约：Modbus协议。■具有上下级设置功能。六、技术特点■原理先进可靠，不受故障时刻的影响■不受间歇电弧影响，自适应于各种故障接地系统■适用于电缆线路、架空线路及电缆架空混合线路■不需要改变供电系统运行方式■智能化人机界面和故障信息数据库查询■高速高精度采样保证了故障信号的多样性及准确性■友好的人机界面，汉字液晶显示■采用以太网通信技术，传输速率高，信息容量大■电缆支路故障预警和故障支路选择性跳闸■现场和远程同时监测七、典型网路结构图八、工程案例■神华内蒙巴彦淖尔神华选煤

8、厂6kV地面变电所■北京昊华能源内蒙红家梁煤矿6kV地面、6kV井下变电所■阳泉煤业集团一矿、