配电网接地故障分析与判断
配电网作为我国电力系统的重要组成部分,其安全稳定的运行对整个电力系统的安全稳定运行起着重要的作用。在我国,配电系统主要采用中性点不接地系统。随着城市电力系统的发展,电力电缆的大量使用,分布电容也随之增大，导致接地电容电流大大超过了运行规程规定，为了能瞬时地自行熄灭接地电弧，我国的配电网也采用了中性点经消弧线圈接地的运行方式,也就是常说的谐振接地。在中性点不接地系统中发生单相接地故障后,故障电流比较小,系统可以继续正常运行一段时间,不影响对用户供电。但是,长时间的运行会引起其它更严重的故障,破坏系统的安全运行。因此,必须及时找到故障线路并且切除。然而由于单相接地故障时故障电流小,尤其是在中性点经消弧线圈接地的运行方式中,由于电感电流的补偿作用,使得故障电流就更小了,这就给准确的故障选线带来了一定的困难。 虽然目前国内提出了很多选线方法,但是每种方法都有其适用范围,特别是高阻接地故障时选线准确率低。本文首先简单介绍了各种选线方法的基本原理及存在的问题,然后介绍了配电网中性点的各种主要接地方式以及短路故障的类型,重点分析了中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的电气特征量,作为本文选线判据的理论基础。 本文首先从广域保护的角度出发,并结合放射性配电网自身的结构特征,提出了一种基于广域信息的配电网接地故障选线。该方法从电力系统最基本的网络方程出发,利用了放射性配网的特征结构信息矩阵以及广域信息实现了对故障线路的判断。与传统的方法相比,本方法不再利用故障电流,而是通过广域信息实现故障判断。本方法不仅可以判断线路是否发生了对称故障,而且还可以判断线路是否发生了不对称故障,如:单相短路接地故障。本方法具有明确的物理概念且可以判断本线路末端故障或者下一条线路的出口处的故障。文中利用33节点的系统验证了该方法的有效性。 在所有的短路接地故障中,发生单相接地故障的概率是最高的。所以本文针对单相接地的故障提出了一种专门判断单相接地故障的方法,即基于暂态零模量电流的单相接地故障判断。根据对暂态零模量电流进行不同的处理,可划分出两种不同故障判据：一种是基于暂态零模量电容的故障判据;另一种是基于暂态零模量电流差分比的故障判据。前一种判据根据暂态零模量电流进一步计算出暂态零模量电容，利用暂态零模量电容比实现故障判断；后一种判据是将差动保护的思想引入判据中，利用暂态零模量电流的差分比实现故障判断。文中通过MATLAB/Simulink进行建模仿真,对两种判据在各种不同的故障条件进行了仿真验证,仿真结果表明该方法理论上具有可行性。
电力系统;继电保护;故障分析;安全运行
三峡大学
硕士
电力系统及其自动化
汪芳宗
2012
中文
TM771
60
2012-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）