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小電流接地系統選線及判據

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1.引言

在我國35kV及10kV電力系統中,變壓器的中性點多采用非直接接地方式(為小接地電流系統),當線路發生單相接地故障時,故障電流的數值往往較負荷電流小的多,故障相電壓降為零,非故障相電壓升高為相電壓的倍,但三相之間的線電壓仍然保持對稱,對供電負荷沒有影響,因此規程允許繼續運行1~2h。但實際運行中可能由于過電壓引發電力電纜爆炸、TV保險熔斷甚至燒壞、母線短路等事故,因此,迅速確定系統接地點消除單相接地故障對系統的安全運行有著十分重要的意義。傳統的尋找接地故障線路的方法是:依次逐條斷開每回出線的斷路器,故障線路被斷開后,接地相電壓恢復且接地信號消失,否則繼續尋找。雖然這種尋找方法大多可通過重合閘來進行補救,但隨著工業的飛速發展,對一些供電要求很高的用電客戶來說,這種方法的弊病是顯而易見的,尤其是對那些負荷較重的35kV線路,這種方法已不滿足安全穩定供電的要求。小電流接地選線裝置自八十年代問世以來,迅速得以普及,經歷了幾次更新換代,其選線的準確性雖在不斷提高,但選線效果卻不是很理想,據有關資料統計目前在線運行的各種型號的選線裝置平均選線正確率僅為20%~30%,存在誤判率較高的通病,因此許多裝置安裝后形同擺設,根本無法使用,造成了浪費。微機綜合自動化系統較基于單片機原理的傳統選線裝置有著不可比擬的硬件優勢和對復雜軟件程序的處理能力。如何利用現有的微機綜合自動化系統資源來進行準確的選線是一個亟待解決的問題。

2.小接地電流系統單相接地時零序電壓及零序電流分析

單相接地故障時,故障點的零序電壓為U(·)d0=(U(·)ad+U(·)bd+U(·)cd)/3=-U(·)a,故障零序電流為全系統的容性電流。

小電流接地系統選線及判據

其向量圖如圖1所示:由于架空線路對地有相同的等值電容,根據向量圖,零序電壓及零序電流的特點歸納起來有以下四點:

①發生單相接地故障時(例如A相),故障相的對地電容C0被短接;

②非故障線路3I(·)01的大小等于本線路的接地電容電流,其電容性無功功率的方向為由母線流向線路;

③故障線路3I(·)02的大小等于所有非故障線路的3I(·)01之和,也就是所有非故障線路的接地電容電流之和;其電容性無功功率的方向為由線路流向母線;

④若零序電流互感器的極性是以變電所母線流向線路為正方向,那么非故障線路的零序電流超前零序電壓90°,故障線路的零序電流滯后零序電壓90°,故障線路的零序電流與非故障線路的零序電流在相位上相差180°;

3.綜合自動化變電站小電流接地選線的具體實現及判據

青州電網目前廣泛采用了基于WINDOWSNT(WORKSTATION4.0)操作系統的微機綜合自