首页专业论文技术应用政策标准解决方案常用资料经验交流教育培训企业技术专家访谈电力期刊
您现在的位置:北极星电力网 > 技术频道 > 技术应用 > 10kV系统单相接地故障自动隔离与定位技术的研究(1)

10kV系统单相接地故障自动隔离与定位技术的研究(1)

北极星电力网技术频道    作者:齐郑,张善,杨开增   2012/6/12 17:39:12   

摘要:10 kV 系统由于分支多、接地电阻大,单相接地故障定位问题长期以来没有得到很好解决。提出了基于电压-时间型线路重合器与交流注入法相结合的10 kV 系统单相接地故障定位技术,利用线路重合器对接地故障进行准确隔离,确定故障区段同时减小线路对地电容的影响;在故障区段注入60 Hz 的交流信号,沿线路检测该信号,确定接地故障点的准确位置。为了保证交流注入信号不受线路对地电容的影响,深入研究了重合器最优隔离区段长度的计算方法。现场试验充分验证了该技术的正确性与可行性。

0 引言

我国10kV系统的特点是以架空线路为主、分支多、覆盖区域广、接地电阻大,而且多数采用小电流接地方式,接地故障定位问题长期以来困扰供电部门,没有得到很好解决。

目前实用化的10kV系统接地故障定位技术有三种:第一种方法是“故障指示器”方法,其不足之处在于对于小电流接地系统而言,接地电流远远小于负荷电流,“故障指示器”无法进行有效识别,而且该方法只能确定到故障区段,无法确定到故障点的准确位置;第二种方法是“S”信号注入法,其不足之处在于由于线路对地电容在高次谐波作用下容抗变小,使得高阻接地情况下信号能够在非故障区域流通,无法正确定位;第三种方法是基于配网自动化技术的方法,目前应用比较广泛的是电压-时间型线路重合器[6-7]。线路重合器能够将线路分为若干个区段,在发生短路或接地故障后,与继电保护装置和接地选线装置配合,快速断开故障区段,并保证非故障区段的恢复供电。但线路重合器只能确定到故障区段,无法确定到故障点的准确位置,仍需要人工目测查找故障点。

本文提出了线路重合器与交流法相结合的10 kV 系统故障定位技术,首先利用线路重合器对接地故障进行隔离,确定故障区段同时减小线路对地电容的影响;然后在故障区段注入60 Hz 的交流信号,沿线路检测该信号,确定接地故障点的准确位置。为了保证交流注入信号不受线路对地电容的影响,深入研究了重合器最优间隔距离的计算方法。现场的实际运行充分验证了该技术的正确性与可行性。

1 电压-时间型线路重合器的工作原理

电压-时间型线路重合器的工作原理是基于电压延时方式,无需通信设备,利用整定时间进行站内外设备的配合,适用于以架空线路为主的10kV系统。

重合器有两个基本时间,第一个是检测到一侧电压后的合闸延迟时间,称为X 时间;第二个是合闸后控制闭锁信号时间,称为Y 时间。重合器在正常工作时处于闭合状态。当线路发生单相接地故障后,选线装置发出跳闸信号驱动出线断路器跳闸,线路上的所有重合器因失电而断开。在出线断路器第一次重合后,第一级重合器检测到一侧有电压,延迟X 时间后闭合;第二级重合器检测到一侧有电压,同样延迟X 时间后闭合,以此类推。这样线路上的重合器顺序投入,直至投到故障区段后出线断路器再次跳闸,所有重合器再次断开,由于故障区段前的重合器检测到从闭合到断开的时间小于Y 时间,因此发闭锁指令。当出线断路器第二次重合后,正常区间恢复供电,而故障区间由于重合器闭锁而隔离。

2 交流注入法的定位原理

交流注入法的定位原理如下:当重合器对故障区段进行隔离之后,从故障区段注入60 Hz 的高压交流信号,保持注入电流为100~200 mA。人工手持检测器从故障区段的始端开始沿线路进行检测。如果检测到某个位置前后信号相差两倍以上,则可以断定该位置为故障点。

由于地面的检测位置距离线路8~10 m,而且电流信号很小,因此必然存在一定的误差。但是,检测器测量到的信号与线路上流过的信号成正比变化,因此不要求精度很高,只要故障点前后信号强度差别明显,检测器就能够在误差允许范围内测量出信号的特征,并准确找到故障点。

交流注入信号源的结构如图1所示。

图1 交流信号源结构

交流信号源与线路重合器安装在一个位置。图中R表示变频器,用于将50 Hz信号变为60 Hz信号,其输入信号来自线路重合器的测量PT,因为故障区段隔离后重合器一侧带电,因此能够提供电压。T表示升压变压器,用于升高电压,使故障点能够可靠击穿,保证注入信号能够通过故障点对地构成回路。交流输出一端接故障相线路,另一端接地,向故障线路注入60 Hz、100~200 mA的交流信号。

采用60 Hz交流信号的优点是:

1) 交流信号能够在空间产生同频交变电磁场,该交变电磁场能够在较远距离处产生感应电动势,从而能够实现较远距离检测,即地面检测。

2) 60 Hz交流信号产生的电磁场不受周围环境中50 Hz电磁场的影响,便于区分。

3) 60 Hz频率较低,可以有效减小线路对地电容的分流影响。

3 隔离区段长度计算

3.1 故障区段线路对地电容范围

利用交流注入法进行定位的前提是线路对地电容影响不大,否则将出现定位错误。

电容产生的影响如图2 所示,在故障区段主干线上距离始端较近的地方发生高阻接地,从故障区段的始端注入60 Hz 的高压信号后,在故障点前检测到电流I 1,在故障点后检测到电流I 2。设信号源电压为U ,接地电阻为R ,线路电容为C ,显然有

来源:电力系统保护与控制
友情链接
北极星工程招聘网北极星电气招聘网北极星火电招聘网北极星风电招聘网北极星水电招聘网北极星环保招聘网北极星光伏招聘网国际节能环保网光伏论坛IC资料网压力传感器招标信息分类电子资料百年建筑网

广告直拨:   媒体合作/投稿:陈女士 010-52898473点击这里给我发消息

关于北极星 | 广告服务 | 会员服务 | 媒体报道 | 营销方案 | 成功案例 | 招聘服务 | 加入我们 | 网站地图 | 在线帮助 | 联系我们 | 排行 |

版权所有 © 1999- 北极星电力网(Bjx.Com.Cn) 运营:北京火山动力网络技术有限公司

京ICP证080169号京ICP备09003304号-2 京公网安备 11010502034458号电子公告服务专项备案