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小電流接地選線裝置的判據(jù)及其原理

當(dāng)前在小電流接地的電力系統(tǒng),尤其是經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中, 雖然所裝設(shè)的接地檢測(cè)(選線)裝置品種和數(shù)量都很多,但正確動(dòng)作率不高。我公司經(jīng)對(duì)這些裝置的接地選線判據(jù)進(jìn)行分析,得出正確動(dòng)作率不高的原因,找到接地選線的新判據(jù),制出高精度零序電流互感器和新型接地選線裝置,并做了大量試驗(yàn)并且通過我公司的動(dòng)模實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證,證明新判據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單,即使在經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中,裝置選線正確動(dòng)作率也可達(dá)到100%,因而本接地檢測(cè)新判據(jù)具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明,在電力系統(tǒng)中,線路接地故障占總故障的70%以上。因而,在我國(guó)電力系統(tǒng)中的6KV-35KV中壓系統(tǒng)為了減少短路故障,減少停電,大部分采用中性點(diǎn)不接地方式;當(dāng)系統(tǒng)所接線路較多、較長(zhǎng)、或電纜較多時(shí),系統(tǒng)對(duì)地電容電流較大(如超過10A),當(dāng)發(fā)生單相接地故障后,會(huì)引起弧光過電壓等一系列問題,影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。為此,規(guī)程規(guī)定當(dāng)系統(tǒng)對(duì)地電容電流超過10A時(shí)應(yīng)裝設(shè)消弧線圈進(jìn)行補(bǔ)嘗,使故障點(diǎn)僅流過補(bǔ)償后的零序電流,成為經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng),此兩種系統(tǒng)通稱為小電流接地系統(tǒng)。在這種小電流接地系統(tǒng)中,出現(xiàn)接地故障時(shí),接地故障點(diǎn)僅流過系統(tǒng)對(duì)地電容電流或補(bǔ)償后的電容(或電感)電流,因接地故障電流較小,不必立即跳閘切除故障,而是采用微機(jī)式接地檢測(cè)(選線)裝置或帶接地檢測(cè)功能的微機(jī)式線路保護(hù)選出接地線路,發(fā)出信號(hào),由運(yùn)行人員采取措施(如轉(zhuǎn)移負(fù)荷)后再跳開斷路器切除故障。

1.原理分析

在小電流接地系統(tǒng)中,正常情況下,系統(tǒng)三相電壓對(duì)稱平衡,三相對(duì)地電容相等,在各引出線路的零序電流互感器中無零序電流通過。當(dāng)某一線路發(fā)生單相接地故障時(shí),電壓互感器開口三角繞組輸出零序電壓,系統(tǒng)各線路的零序電流互感器原方均有零序電流通過, 零序電流互感器副方輸出二次零序電流。

我公司微機(jī)式接地選線裝置常用的接地檢測(cè)判據(jù)如下:

----對(duì)不接地系統(tǒng)(不帶消弧線圈補(bǔ)償):

     A. 用零序電壓作為啟動(dòng)判據(jù),零序電壓大于整定值時(shí)啟動(dòng),進(jìn)行下面的判斷。

     B. 用零序電流的方向和大小判斷出接地線路

非故障線路的零序電流為本線路的電容電流,其方向超前零序電壓約90度,故障線路的零序電流等于所有非故障線路零序電容電流之和減去本線路的電容電流之差, 其方向滯后零序電壓約90度,與非故障線路的零序電流方向相反,以零序電流的方向可以明確的選出接地線路。

----對(duì)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng):

A.用零序電壓作為啟動(dòng)判據(jù),零序電壓大于整定值時(shí)啟動(dòng),進(jìn)行下面的判斷。

B.用零序電流的5次諧波分量的方向和大小判斷出接地線路

當(dāng)系統(tǒng)所接線路較多、較長(zhǎng)、或電纜較多時(shí),系統(tǒng)對(duì)地電容電流較大(超過10A), 按規(guī)程規(guī)定應(yīng)裝設(shè)消弧線圈進(jìn)行補(bǔ)償,使流過故障點(diǎn)的接地電流小于5A,減輕故障損失。由于消弧線圈的補(bǔ)償作用(一般為過補(bǔ)償),使接地線路的零序電流(為電感電流)與非故障線路的零序電流相位基本相同,超前零序電壓約90度,幅值也不一定比非故障線路的零序電流大。因此,無法以基波零序電流方向來判斷出接地線路。對(duì)于零序電流里的5次諧波分量則不同,因?yàn)閷?duì)5次諧波而言,電容的電抗減小5倍,電感的電抗增大5倍,通過消弧線圈的零序電流5次諧波分量很小,不起補(bǔ)償作用。接地線路零序電流里的5次諧波分量滯后于零序電壓里的5次諧波分量約90度,與未接地線路零序電流里的5次諧波分量方向相反,利用零序電流里的5次諧波分量的方向可以判斷選出接地故障線路。

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