零序有功選線與消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障處理過程優(yōu)化

1、零序有功選線與消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障處理過程優(yōu)化薛金娃 ( 甘肅蘭州蘭州石化公司動力廠電氣車間，甘肅 蘭州 730060)    摘 要： 從零序有功選線的基本原理出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際數(shù)據(jù)的分析，闡述了作為線性變換的對稱分量法用于分析具有很強(qiáng)非線性過程的單相接地故障的局限性。在客觀地分析了零序有功選線的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種實(shí)用的單相接地故障事故處理方法。    關(guān)鍵詞：小電流接地系統(tǒng)；零序有功功率；單相接地故障 Fault line detecting with zero sequence active power

2、 and optimization of single phase grounding fault disposing process about neutral grounding via arc extinguishing coil systemXUE jin-wa( Lanzhou Petrochemical Company of Gansu Province, Lanzhou 730060, China )    Abstract: Combining analysis of practical data with the basic principle

3、of fault line selection based on zero sequence active power, the localization of symmetry component method as a linear transform when it is used in analysis of single phase grounding fault which has very strong non-linear process is expatiated. Basing on impersonally analysis about strongpoint and s

4、hortcoming of fault line detecting with zero sequence active power, an applied method about single phase grounding fault disposing is motioned.    Keywords: neutral indirectly grounding system , zero sequence active power ,  Single phase grounding fault , optimization0  引言&#

5、160;   在我國，6KV-66KV系統(tǒng)廣泛采用小電流接地方式。特別地，當(dāng)系統(tǒng)零序電流大于一定值時，采用消弧線圈接地系統(tǒng)。消弧線圈的介入對減小接地點(diǎn)的電流起到了很大的作用，為接地故障處理爭取到了寶貴的時間。同時，消弧線圈的介入對小電流接地系統(tǒng)的接地保護(hù)配合造成了空前的困難。面對這種情況，如何處理好系統(tǒng)接地故障，保證配電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行是擺在運(yùn)行人員面前的一個大問題。    在目前很多6KV、10KV和35KV系統(tǒng)中，廣泛采用“零序有功功率最大”原理的選線裝置。過去的運(yùn)行經(jīng)驗表明：這種選線裝置的選線正確率很低。特別是在消弧線圈接地系統(tǒng)中，由于消弧線圈

6、的介入，使之有惡化的趨勢。面對這種情況，如何正確、快速地處理單相接地故障成為配電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行的一個瓶頸。本文通過對零序有功選線原理的充分認(rèn)識，從技術(shù)和管理兩個方面著手，提出了一套比較可行的辦法。1  對零序有功選線原理的討論1.1 原理簡介    如圖1所示為一中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。在回路N的C相有一接地故障。     零序有功選線原理認(rèn)為：當(dāng)回路N發(fā)生單相接地故障時，在故障點(diǎn)處出現(xiàn)了參數(shù)不對稱。如果對故障點(diǎn)處的狀態(tài)量進(jìn)行對稱分量分解，既把故障點(diǎn)處的電壓、電流量進(jìn)行對稱分量分解，則故障點(diǎn)處的壯態(tài)量可以表示為三個對

7、稱分量的疊加。這樣，在系統(tǒng)非故障點(diǎn)的參數(shù)完全對稱的情況下，系統(tǒng)可以解耦為三個對稱系統(tǒng)的綜合。既：正序系統(tǒng)、負(fù)序系統(tǒng)和零序系統(tǒng)。各個系統(tǒng)可以進(jìn)行獨(dú)立的計算。因此，對于零序系統(tǒng)而言，只有在故障點(diǎn)處存在一個零序電壓源，該電壓源從系統(tǒng)吸收能量，然后注入到零序系統(tǒng)的各節(jié)點(diǎn)、各支路。而不存在別的任何電源。所以，故障回路成為各正?；芈妨阈蚰芰康奶峁┓?，因此，對于零序有功而言，故障回路的零序有功功率為最大。這就是零序有功選線原理的理論基礎(chǔ)。1.2 對零序有功選線原理的質(zhì)疑     1)對于目前的零序有功選線裝置，在故障初期的很短時間內(nèi)完成了數(shù)據(jù)采樣(例：某公司生產(chǎn)的有功

8、選線裝置設(shè)定為0.5s)即在與消弧線圈串聯(lián)或并聯(lián)的阻尼電阻被短接之前完成了數(shù)據(jù)采樣。而在這一段時間之內(nèi)，正是弧光電阻非線性變化最為嚴(yán)重的時期。這樣，作為建立在線性變化基礎(chǔ)上的對稱分量法是否能夠很好地作為這一非線性時期的線性近似？簡單的說，這一時期內(nèi)運(yùn)用對稱分量法是否合理？    2) 對稱分量法運(yùn)用的前提條件是除故障點(diǎn)外系統(tǒng)各處的參數(shù)完全對稱，這樣正序、負(fù)序和零序之間才能解耦。而實(shí)際上系統(tǒng)各回路各相對地的絕緣電阻是不相等的，所以對于有功功率而言，正序、負(fù)序和零序之間并不解耦，換句話說，正序電壓也會產(chǎn)生零序電流。因此，流過故障回路的零序電流不單單是零序電壓作用的結(jié)果

9、。所以，由零序電壓和零序電流計算而得的零序有功功率直接受到正序和負(fù)序電壓的干擾，這可能是故障回路零序有功功率并非最大的原因之一。1.3 對于目前使用的零序有功選線系統(tǒng)的可利用點(diǎn)    在目前的消弧線圈接地系統(tǒng)中，為了防止諧振過電壓，都要在消弧線圈系統(tǒng)中串聯(lián)或并聯(lián)一個阻尼電阻。這個阻尼電阻對零序有功選線原理的保護(hù)配合是有利的。因為，在故障條件下，在阻尼電阻上要消耗大量的零序有功功率。這個零序有功功率不會受正序和負(fù)序的影響，它純粹是零序電壓作用的結(jié)果，這個零序有功功率流經(jīng)故障回路大大地增加了故障回路零序有功功率的值。這對零序有功選線方法是有利的。2  接地故

10、障處理過程的優(yōu)化    基于以上的分析，我們可以得出兩個啟發(fā)性的結(jié)論：第一， 由于正序電壓和負(fù)序電壓的干擾以及非線性的影響，故障回路的零序有功功率不一定是最大的；第二， 由于阻尼電阻的作用，故障回路的零序有功功率不可能太小。 這對接地故障處理過程的優(yōu)化提供了可能。2.1 技術(shù)上的優(yōu)化    對故障情況下各回路按照零序有功功率從大到小進(jìn)行排序，以零序有功功率最大的回路優(yōu)先級別最高，其余類推。2.2 對管理上的一點(diǎn)建議    在事故情況下，從事中壓配電工作的運(yùn)行人員應(yīng)該做為一個整體出現(xiàn)，而不是各自為陣。實(shí)現(xiàn)人

11、員合理分配，統(tǒng)一調(diào)度，多點(diǎn)同時操作。確保能夠快速、高效地排除故障。3  現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析    表1所示為過去一年中某一6KV系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時的數(shù)據(jù)匯總。     由六次故障的數(shù)據(jù)可以看出，零序有功選線裝置僅有兩次正確選線，選線準(zhǔn)確率僅為33%左右。并且這兩次正確選線都是在故障點(diǎn)平穩(wěn)接地、在事故處理過程中平穩(wěn)操作的情況下，故障由II段轉(zhuǎn)移至I段時出現(xiàn)的。真正在弧光電阻條件下選線準(zhǔn)確的沒有一次。而故障回路的零序有功功率進(jìn)入前三位的概率為83%左右，這就是說，當(dāng)我們把故障回路的范圍放在零序有功功率最大的前三個回路上時，有80%以上的故障可以快速地得到排除。