CN100590442C - 小电流接地系统单相接地的建模方法以及选线方法 - Google Patents
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Abstract
小电流接地系统发生单相接地故障的电气模型和和采用该模型分析的单相接地故障选线方法。电气模型在接地点用开关元件、可变电阻元件和并联了开关元件的放电间隙等串联代替，可以模拟单相接地故障从间歇性电弧—高阻—低阻—金属性接地的发展过程。选线采用零序电流转移的方法，在故障相母线与地之间接一个可调节阻值的电阻，调节该电阻值，根据故障线路和非故障线路零序电流的不同变化趋势可判断故障线路。
Description
技术领域
本发明涉及用在小电流接地系统中发生单相接地故障时建立电气模型和确定故障线路的方法。
背景技术及发明目的
我国3-66kV配电系统通常采用中性点不接地的小电流接地系统，这种方式在系统发生单相接地故障时能保证继续供电一段时间，但如果不能尽快找到故障线路及时切除就有可能使得单相接地扩大成两相短路，给系统的安全运行带来威胁。因此希望准确、快速地找到故障线路，以便于采取措施消除故障，保证系统正常运行。通常用来确定故障线路的方法可分为三类：第一类是以稳态时的系统电气参数作为判据，包括零序电流、有功分量、零序导纳、负序电流等；第二类是以故障发生暂态过程中的系统电气参数为判据，包括首半波法、能量保护法、小波分析法等；第三类是其他方法，包括信号注入法、非直接电气量测量法等。但运行实践表明，目前现有的这些故障线路判定方法都不能准确的判定故障线路，这主要是由于系统的复杂性、运行方式以及单相接地故障过程的不确定性和小电流信号准确测量的困难性所导致的，常用的电气模型通常都是简单的将接地点作为金属性短路通过电阻短路处理，这不能说明小电流接地系统发生单相接地故障时的间歇性弧光接地过程以及从间歇性弧光接地到金属性接地的过渡过程，本发明就是要提供一种新的更接近实际情况的小电流接地系统单相接地故障建模方法以及采用这个模型分析的单相接地故障选线方法。
发明内容
本发明提供的小电流接地系统单相接地故障的模型是这样的：在故障接地点用开关K2、并联开关K1的放电间隙和可变电阻三组元件串联表示故障接地的过程，其中开关K2合上表示接地故障发生，开合操作表示间歇性故障，放电间隙击穿表示电弧接地故障，开关K1合上表示电弧接地变成电阻接地，可变电阻阻值由大变小表示由电阻接地到金属性接地的过渡过程。
由于本发明考虑了单相接地故障由间歇性电弧-高阻-低阻-金属性接地的全过程，在接地点用开关、放电间隙和可变电阻等元件的组合来模拟该过程，模型更接近实际过程，便于理论研究和实验室的模拟实验。
下面结合附图对本发明提出的方法作详细地说明。
附图1是本发明的电气原理示意图。
图1表示有三条出线的配电系统零序网络，C01、C02、C03分别表示三条出线的对地电容，在01号出线的D点发生单相接地故障，V0表示零序电源，开关元件K2合上表示发生接地故障，放电间隙JX击穿表示电弧性接地故障，开关元件K1合上表示电弧性接地故障变成电阻性接地故障，可变电阻Rjd表示不同的接地过渡电阻，由大到小调节可变电阻Rjd可表示故障接地过程由高阻到低阻最后到金属性接地的过程。
实施例同样参照附图1。
分别用集中电容代表系统的等效对地电容，按零序电流的大小选择不同的开关，可变电阻的最大值通常可按千欧级选取，放电间隙选可调间隙间距离的，按图1接线即可。
本发明提供的故障选线方法是这样的：当系统发生单相接地故障后，在接地相的母线和地之间接入一个可以调节阻值的电阻，逐渐调节电阻值，则各条出线的零序电流将发生不同的变化，规律是：电阻值由大逐渐变小时，故障线路的零序电流逐渐减小，过零后反向增大，非故障线路的零序电流将逐渐增大，电阻值由小逐渐变大时则变化趋势相反。根据故障线路和非故障线路不同的零序电流变化趋势可以判断出发生接地故障的线路。
由于本发明采用在系统母线和地之间接入可变电阻，调节电阻值的大小将故障点的故障电流逐渐转移，根据各条出线不同的零序电流变化趋势来判断故障线路的方法，选线可靠，大大降低了对测量精度的要求，适应范围广。
附图说明
下面结合附图对本发明提出的方法作详细地说明。
附图2是本发明的电气原理示意图。
图2中，M是系统母线，L1、L2和L3从系统引出的三条线路，(a)是发生单相接地故障、零序电流未转移时的电流分布，对1#故障线路，在出线处零序电流I1-m由故障相流向母线，对2#和3#非故障线路，零序电流I0-2和I0-3则由母线流向线路。图2(b)是零序电流转移后的电流分布，此时开关K合上，由大到小调节转移电阻Rzy的阻值，非故障相的零序电流保持原来的方向，接地点的故障电流被逐渐转移到开关和转移电阻的串联支路，故障相的零序电流则由故障相流向母线变成由母线流向线路，根据这种不同的变化趋势，可以准确判断故障线路。
Claims (1)
1、小电流接地系统单相接地故障的选线方法，其特征为在小电流接地系统发生单相接地故障、需要确定故障线路时，通过一个开关K将可调节阻值的串联电阻Rzy接在系统故障相母线与地之间，调节电阻Rzy阻值，根据电阻阻值变化时故障线路与非故障线路不同的零序电流变化趋势判断故障线路，其规律为在Rzy阻值由大变小时，故障线路的零序电流一直减小，非故障线路的零序电流一直增大，Rzy阻值由小变大时，故障线路的零序电流一直增大，非故障线路的零序电流一直减小。
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