消弧線圈自動跟蹤補償與接地選線定位技術的研究.pdf

1、在各種電壓等級的電力系統(tǒng)中，單相接地故障都是最主要的故障形式，一般占據到故障總數的70﹪以上。小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，雖然不形成短路回路，沒有量值很大的短路電流，且三相線間電壓依然對稱，不影響負載的正常工作，可以繼續(xù)運行一定時間，但是在發(fā)生單相接地后，非接地相對地的電壓會升高，斷續(xù)性電弧接地時還會產生弧光過電壓，長期運行可能會損壞其絕緣，引發(fā)嚴重的相間故障。所以，在系統(tǒng)出現單相接地故障后，應該立即設法使其消除，在不能消除的情況

2、下，應盡快找出故障線路和故障點，在進行必要的負荷轉移后，人為地將接地設備從系統(tǒng)中切除。 電網對地分布電容的存在是接地點產生故障電流的主要原因，在電網的中性點與大地之間加裝消弧線圈，可使容性電流得到補償，從而使接地點的電流減小。特別是消弧線圈跟蹤補償，根據實際電網電容電流的大小，自動調節(jié)消弧線圈產生的感性電流，使兩者處于平衡狀態(tài)，從而使接地電流減小為量值很小的有功電流，使電弧不能維持、自動熄滅。跟蹤補償能使瞬時性接地故障自動消除，

3、也能使永久性接地故障的危害程度大為降低，是減小故障損失的主要技術措施。 單相接地故障的自動選線與定位，能夠快速地找出故障線路與故障點，有利于減小系統(tǒng)帶故障運行的時間，也是減小接地故障損失地重要技術措施。 本論文以小電流接地系統(tǒng)消弧線圈的自動跟蹤補償、單相接地故障選線及故障點的定位為研究對象，旨在借鑒、總結前人工作經驗教訓的基礎上，根據電力系統(tǒng)對配電網絡的要求，結合現代分析方法和技術手段，提出新的工作原理，研制新型自動化裝

4、置，解決現有技術中存在的問題。具體的研究工作主要有以下幾點： (1)提出了將消弧線圈的自動跟蹤補償、單相接地故障的自動選線和故障點的自動定位三項技術一體化綜合設計的思想，不僅可以減少硬件設備、簡化裝置的接線，而且便于不同技術、功能之間的相互配合，從而獲得優(yōu)化的工作性能。 (2)首次提出了基于注入恒頻信號的分布電容容抗檢測、計算方法，該方法利用消弧線圈的副圈向系統(tǒng)注入一個恒定頻率的檢測信號，通過對其采集、計算，直接計算出系

5、統(tǒng)的對地容抗，為實現跟蹤補償奠定基礎。該方法不需要對消弧線圈進行任何操作、不需要人為地對信號源進行任何調節(jié)，操作方便、計算準確、響應速度快、不會對系統(tǒng)的正常運行產生任何不利的影響。利用上述注入信號在計算對地容抗的同時，還可以計算出系統(tǒng)對地的絕緣電阻，求出系統(tǒng)自身的阻尼率，可以用于系統(tǒng)的在線絕緣監(jiān)視。 (3)提出了一種能夠方便消除工頻及各次諧波干擾，而靈敏、精確地檢測出注入信號的信號處理方法，導出了工頻頻率、注入信號頻率和采樣頻率

6、之間應滿足的關系，設計出了簡單、實用的數字濾波器，為準確地計算系統(tǒng)對地容抗和絕緣電阻打下了基礎。 (4)對調匝式、調容式等消弧線圈的調節(jié)方法進行了研究，在按級差調節(jié)和按脫諧度調節(jié)判據的基礎上，導出了一種綜合的調節(jié)判據，既能夠保證脫諧度最小，又可以避免過分頻繁的調節(jié)。 (5)為滿足跟蹤補償、選線定位一體化設計的要求，論證了通過消弧線圈注入信號實現接地選線定位的可行性。選線功能所應用的注入信號源、檢測主機等與計算分布電容用的

7、信號源、檢測主機均為同一個裝置，診斷信號也是從消弧線圈的副圈中注入。在各出線都裝有零序電流互感器或三相電流互感器的情況下，注入信號及零序電流的穩(wěn)、暫態(tài)信號都從電流互感器取出；而在出線未裝零序電流互感器或三相電流互感器的情況下，零序電流無法取出，注入信號用專用的信號探測器取出。 (6)對信號注入式接地選線保護耐受過渡電阻能力進行了詳細的分析，針對出線條數較多、分布電容較大時，信號注入法選線判據受電容分流影響，導致耐受過渡電阻能力下

8、降的問題，提出了降低注入信號頻率、應用注入信號的相位信息和注入雙頻信號三種解決辦法，得到了較好的結果。提出了用信號注入法、零序電流穩(wěn)態(tài)法和零序電流暫態(tài)法相結合實現綜合選線的基本方法，應用模糊集理論，導出了綜合選線的判據。由于采用了多種方法的綜合，能夠克服單一選線判據存在的缺陷，有利于提高選線的正確率和裝置的適應性。 (7)提出了基于信號注入法與通信技術相結合的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障故障區(qū)段定位算法，設計了基于GSM-SMS的