電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)和定位課件

1、電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)與定位電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)與定位主要內(nèi)容 緒論 電力系統(tǒng)故障分量基本理論 電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè) 輸電網(wǎng)故障定位 配電網(wǎng)故障定位主要內(nèi)容 緒論 參考書(shū)葛耀中新型繼電保護(hù)和故障測(cè)距的原理與技術(shù)（第2版）西安：西安交通大學(xué)出版社，2019 參考書(shū)葛耀中新型繼電保護(hù)和故障測(cè)距的原理與技術(shù)（第2版）緒 論緒 論電力系統(tǒng)構(gòu)成發(fā)電用電輸電變電配電RTURTURTU通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)器電 網(wǎng) 調(diào) 度電力系統(tǒng)構(gòu)成發(fā)電用電輸電變電配電RTURTURTU通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)電力系統(tǒng)構(gòu)成水庫(kù)GMM電力網(wǎng)電力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)電廠水輪機(jī) 發(fā)電機(jī)變電所升壓變壓器電力線路變電所降壓變壓器用戶用電設(shè)備電力系統(tǒng)構(gòu)成水庫(kù)GMM電力網(wǎng)電力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)

2、發(fā)電廠變電所電力電網(wǎng)：通常把由輸電、變電、配電設(shè)備及相 應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的聯(lián)系發(fā)電與用電的統(tǒng) 一整體稱為電力網(wǎng)，簡(jiǎn)稱電網(wǎng)。 什么是電網(wǎng)？電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)和定位課件電力網(wǎng)按規(guī)模劃分 遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng) 區(qū)域電力網(wǎng) 地方電力網(wǎng)電力網(wǎng)按規(guī)模劃分遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)地方電力網(wǎng)區(qū)域電力網(wǎng)110kV35kV35kV500kV220kV110kV10 kV水力發(fā)電廠火力發(fā)電廠變電所A：樞紐變電所C：地區(qū)變電所D：終端變電所B：中間遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)地方電力網(wǎng)區(qū)域電力網(wǎng)110kV35kV35k電力網(wǎng)按作用劃分 輸電網(wǎng) 配電網(wǎng)電力網(wǎng)按作用劃分電力網(wǎng)特高壓(UHV)：1000kV及以上超高壓(EHV)：330kV，500kV，750kV

3、輸電網(wǎng)配電網(wǎng)高 壓：220kV高壓：35kV，66kV,110kV中壓：6kV，10kV，20kV低壓：380V/220V交流直流特高壓(UHVDC)：800kV高 壓(HVDC)：100kV，500kV 電力網(wǎng)特高壓(UHV)：1000kV及以上超高壓(EHV)：輸電網(wǎng)接線方式交流輸電網(wǎng)：一般采用多電源環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu) 雙端線路 T型線路（220kV） 帶串聯(lián)補(bǔ)償線路（500kV） 雙回線路 輸電電纜（500kV海底電纜） 架空線電纜混合輸電線路（220kV，500kV）直流輸電系統(tǒng)：采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接線（帶接地極線路）輸電網(wǎng)接線方式交流輸電網(wǎng)：一般采用多電源環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)變電站小電流接地系統(tǒng)接線方式進(jìn)線1進(jìn)線

4、235kV配電網(wǎng)35kV配電網(wǎng)35kV II35kV I10kV配電網(wǎng)10kV配電網(wǎng)10kV I10kV II變電站小電流接地系統(tǒng)接線方式進(jìn)線1進(jìn)線235kV配電網(wǎng)35k配電網(wǎng)接線方式“手拉手”環(huán)網(wǎng)接線 單電源輻射網(wǎng)接線架空配電網(wǎng)接線方式“手拉手”環(huán)網(wǎng)接線配電網(wǎng)接線方式“手拉手”環(huán)網(wǎng)接線 單電源輻射網(wǎng)接線架空配電電纜配電網(wǎng)接線方式 單環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)接線方式電纜配電網(wǎng)接線方式 單環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)接線方式 雙環(huán)網(wǎng)雙射網(wǎng)雙射網(wǎng)= 雙射網(wǎng)+雙射網(wǎng)電纜配電網(wǎng)接線方式配電網(wǎng)接線方式 雙環(huán)網(wǎng)雙射網(wǎng)雙射網(wǎng)= 雙射網(wǎng)+雙射網(wǎng)電纜配電網(wǎng)接線方式電網(wǎng)故障故障原因 根本原因是絕緣損壞。 1）架空線與電纜故障原因不同 2）輸電網(wǎng)

5、與配電網(wǎng)故障原因不同故障類型 架空線：?jiǎn)蜗嘟拥?、相間短路（接地）、斷線 電纜：短路、開(kāi)路故障性質(zhì) 架空線：高阻/低阻，永久/瞬時(shí) 電纜：低阻/高阻（泄漏、閃絡(luò)性），一般為永久性故障。 電網(wǎng)故障故障原因電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)基本概念 采用特定的技術(shù)手段對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，旨在判斷電網(wǎng)是否發(fā)生故障，并定性或定量給出故障信息。 定性故障信息：故障類型、故障性質(zhì)、故障點(diǎn)所處范圍等。 定量故障信息：故障及其持續(xù)時(shí)間、故障點(diǎn)準(zhǔn)確位置等。電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)基本概念電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)故障監(jiān)測(cè)內(nèi)容 故障發(fā)生時(shí)間 故障線路（選線，定位到故障線路） 故障類型（選相） 故障性質(zhì)（高阻/低阻，永久/瞬時(shí)） 故障持續(xù)時(shí)間 故障位置（

6、定位到故障區(qū)段或故障點(diǎn)） 故障錄波 電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)故障監(jiān)測(cè)內(nèi)容電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)故障監(jiān)測(cè)基本算法 穩(wěn)態(tài)相量算法 故障分量算法 對(duì)稱分量算法 功率算法 暫態(tài)能量算法電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)故障監(jiān)測(cè)基本算法電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)與繼電保護(hù)電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)采集開(kāi)關(guān)操作控制故障監(jiān)測(cè)是繼電保護(hù)的核心繼電保護(hù)電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)與繼電保護(hù)電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)采集開(kāi)關(guān)操電網(wǎng)保護(hù)與故障信息管理系統(tǒng)故障錄波器及其聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)、存在問(wèn)題繼電保護(hù)與故障信息管理系統(tǒng) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)、存在問(wèn)題電網(wǎng)保護(hù)與故障信息管理系統(tǒng)故障錄波器及其聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)電網(wǎng)故障定位基本概念 當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障后，采用特定的技術(shù)手段（在線或離線），

7、定性或定量給出故障點(diǎn)位置信息。 定性的故障點(diǎn)位置信息：故障線路、故障區(qū)段等。 定量的故障點(diǎn)位置信息：故障點(diǎn)坐標(biāo)、故障距離等。故障監(jiān)測(cè)故障定位電網(wǎng)故障定位基本概念故障監(jiān)測(cè)故障定位電網(wǎng)故障定位輸電網(wǎng)故障定位 通過(guò)專門(mén)的在線故障定位（測(cè)距）原理計(jì)算出故障點(diǎn)到線路末端的距離。 （1）交流輸電線路 雙端線路 T型線路 帶串聯(lián)補(bǔ)償線路 雙回線路 輸電電纜 架空線電纜混合輸電線路 （2）直流輸電線路（含接地極線路）電網(wǎng)故障定位輸電網(wǎng)故障定位電網(wǎng)故障定位配電網(wǎng)故障定位（架空線、電纜、混合線路） 故障選線（定位到故障線路，在線） 故障區(qū)段定位（定位到故障區(qū)段，在線） 故障測(cè)距（定位到故障點(diǎn)，在線或離線）電網(wǎng)故障

8、定位配電網(wǎng)故障定位（架空線、電纜、混合線路）電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)監(jiān)測(cè)終端通信網(wǎng)絡(luò)主站系統(tǒng)主站系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)終端監(jiān)測(cè)終端監(jiān)測(cè)終端監(jiān)測(cè)終端電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)與定位系統(tǒng)監(jiān)測(cè)終端主站系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)終端監(jiān)測(cè)終電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)與定位發(fā)展概況繼電保護(hù)（線路、變壓器）故障錄波器及故障信息管理系統(tǒng)輸電線路故障定位（測(cè)距）配電線路故障定位（饋線自動(dòng)化）配電線路故障選線配電線路故障指示器及定位系統(tǒng)配電線路故障測(cè)距電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)與定位發(fā)展概況繼電保護(hù)（線路、變壓器）山東理工大學(xué)智能電網(wǎng)研究中心成果在利用暫態(tài)（行波）信號(hào)的電力線路故障監(jiān)測(cè)與定位研究方面走在世界前列。研究成果獲2019年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。山東理工大學(xué)智能電

9、網(wǎng)研究中心成果在利用暫態(tài)（行波）信號(hào)的電力電力線路行波故障測(cè)距系統(tǒng)電力線路行波山東理工大學(xué)智能電網(wǎng)研究中心成果小電流接地故障監(jiān)測(cè)（選線）系統(tǒng)山東理工大學(xué)智能電網(wǎng)研究中心成果小電流接地故障監(jiān)測(cè)（選線）系山東理工大學(xué)智能電網(wǎng)研究中心成果架空配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)（具有故障區(qū)段定位功能）山東理工大學(xué)智能電網(wǎng)研究中心成果架空配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)（具有故山東理工大學(xué)智能電網(wǎng)研究中心成果電纜配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)（具有故障區(qū)段定位功能）山東理工大學(xué)智能電網(wǎng)研究中心成果電纜配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)（具有故電力系統(tǒng)故障分量基本理論電力系統(tǒng)故障分量基本理論電力系統(tǒng)故障信息電力系統(tǒng)的故障是通過(guò)故障信息來(lái)表征的。故障信息分為內(nèi)部故障信息和

10、外部故障信息，其中蘊(yùn)涵故障發(fā)生時(shí)間、故障方向、故障類型、故障距離及故障持續(xù)時(shí)間等信息，因而是區(qū)別正常運(yùn)行狀態(tài)與故障狀態(tài)最本質(zhì)的特征。故障信息的識(shí)別、處理和利用一直是繼電保護(hù)及故障測(cè)距發(fā)展的基礎(chǔ)。 電力系統(tǒng)故障信息電力系統(tǒng)的故障是通過(guò)故障信息來(lái)表征的。故障信故障分量的基本概念電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)可視為故障前狀態(tài)與故障附加狀態(tài)的疊加，其中故障前狀態(tài)可以是各種非故障狀態(tài)，也可以是前一次故障狀態(tài)的繼續(xù)，而故障附加狀態(tài)則是由當(dāng)前故障所激發(fā)的。故障附加狀態(tài)中的電氣量（電壓、電流）稱為故障分量。 故障分量的基本概念電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)可視為故障前狀態(tài)與故障附故障分量的基本概念 故障分量是僅在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)，

11、而在系統(tǒng)正常運(yùn)行及不正常運(yùn)行時(shí)不存在的電氣分量，即它隨著故障的出現(xiàn)而出現(xiàn)，隨著故障的消失而消失。所以，故障分量的存在，是電力系統(tǒng)處于故障狀態(tài)的表征。 故障信息實(shí)際上蘊(yùn)涵于故障分量之中，因而對(duì)故障信息的提取和處理可以轉(zhuǎn)化為對(duì)故障分量的提取和處理，即通過(guò)故障分量來(lái)判別故障方向、故障類型及故障距離等。 故障分量的基本概念 故障分量是僅在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)，而在系故障分量的基本概念應(yīng)用故障分量構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作判據(jù)時(shí)，只需要尋找區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故障的“差異”，而不必考慮正常及不正常情況，因而，保護(hù)具有較高的靈敏度，一般也具有較快的動(dòng)作時(shí)間和較好的選擇性，不必采用振蕩閉鎖等防止振蕩時(shí)保護(hù)誤動(dòng)的措施。故障分量

12、的基本概念應(yīng)用故障分量構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作判據(jù)時(shí)，只需要故障分量的分析方法疊加原理故障狀態(tài)故障前狀態(tài)故障附加狀態(tài)故障分量的分析方法疊加原理故障狀態(tài)故障前狀態(tài)故障附加狀態(tài)故障分量的特點(diǎn) 非故障狀態(tài)下不存在故障分量，故障分量?jī)H在故障狀態(tài)下出現(xiàn)； 故障分量獨(dú)立于非故障狀態(tài)，受電網(wǎng)運(yùn)行方式的影響不大（有一定的影響，但比傳統(tǒng)保護(hù)小）； 故障點(diǎn)的電壓故障分量最大，系統(tǒng)中性點(diǎn)處故障分量電壓為零； 保護(hù)安裝處故障分量電壓電流之間的關(guān)系，取決于背后系統(tǒng)的阻抗，與故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近及過(guò)渡電阻的大小沒(méi)有關(guān)系（但故障分量值的大小受過(guò)渡電阻及故障點(diǎn)遠(yuǎn)近的影響） 。故障分量的特點(diǎn) 非故障狀態(tài)下不存在故障分量，故障分量?jī)H在故障故障分

13、量的分類故障分量分為穩(wěn)態(tài)故障分量和暫態(tài)故障分量，二者都是可以利用的。為了研究穩(wěn)態(tài)故障分量，輸電線路模型取為集中參數(shù)模型就可以了，如果還要進(jìn)一步消除暫態(tài)故障分量的影響，除了采取濾波措施以外，輸電線路模型也要加以修正。為了研究暫態(tài)故障分量，輸電線路模型必須取為分布參數(shù)模型，如果還要進(jìn)一步考慮線路損耗及參數(shù)的依頻特性，同樣要對(duì)線路模型予以修正。故障分量的分類故障分量分為穩(wěn)態(tài)故障分量和暫態(tài)故障分量，二者都故障分量的組成故障分量的組成故障分量的利用上述這些分量都可以用來(lái)構(gòu)成繼電保護(hù)： ：即故障分量中的工頻分量，可以用來(lái)構(gòu)成工頻變化量方向保護(hù)、工頻變化量距離保護(hù)、工頻變化量差動(dòng)保護(hù)、零序保護(hù)、負(fù)序保護(hù)等；

14、 ：即全部的故障分量，可以用來(lái)構(gòu)成電流突變量起動(dòng)元件、電流突變量選相元件、方向行波元件、行波距離（測(cè)距）保護(hù)等； ：暫態(tài)分量中的高頻部分，用來(lái)構(gòu)成反映單端電氣量的暫態(tài)保護(hù)。故障分量的利用上述這些分量都可以用來(lái)構(gòu)成繼電保護(hù)：故障分量的提取與識(shí)別方法 來(lái)自電壓互感器TV和電流互感器TA的電壓電流都是故障后的全電壓和全電流，構(gòu)成反映故障分量的繼電保護(hù)時(shí)，應(yīng)設(shè)法將故障分量 從全電壓和全電流中提取出來(lái)。在微機(jī)保護(hù)中，故障分量的提取方法為（電流）： 故障分量的提取與識(shí)別方法 來(lái)自電壓互感器TV和電故障分量的提取與識(shí)別方法通常情況下，取n1、2或4： n1： n2： n4：這樣可以計(jì)算出故障分量的采樣序列，

15、利用微機(jī)保護(hù)中的各種算法可以求出其幅值、相位等特征量。 故障分量的提取與識(shí)別方法通常情況下，取n1、2或4：故障分量的提取與識(shí)別方法以n2為例，波形如下：故障分量的提取與識(shí)別方法以n2為例，波形如下：故障分量的應(yīng)用目前在電力系統(tǒng)中廣泛采用反應(yīng)工頻電氣量的微機(jī)保護(hù)裝置，這類裝置利用了由穩(wěn)態(tài)故障分量構(gòu)成的電流元件、方向元件、選相元件和距離元件等分別構(gòu)成不同原理的保護(hù)，包括電流保護(hù)、方向性保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、距離保護(hù)、縱聯(lián)保護(hù)及自適應(yīng)保護(hù)等。在這些保護(hù)裝置中，暫態(tài)故障分量被視作干擾和噪聲而被濾除，因而所有的研究重點(diǎn)在于如何設(shè)計(jì)性能較好的工頻濾波器。 故障分量的應(yīng)用目前在電力系統(tǒng)中廣泛采用反應(yīng)工頻電氣量的

16、微機(jī)保故障分量的應(yīng)用隨著電力系統(tǒng)輸送功率的不斷增加，電壓等級(jí)也在不斷提高，系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題也日趨嚴(yán)重，而提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性最直接而又簡(jiǎn)單有效的方法是超高速切除系統(tǒng)中發(fā)生的各種故障。為了適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，研究超高速線路保護(hù)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 故障分量的應(yīng)用隨著電力系統(tǒng)輸送功率的不斷增加，電壓等級(jí)也在不故障分量的應(yīng)用由于電壓等級(jí)的提高，系統(tǒng)暫態(tài)的持續(xù)時(shí)間加長(zhǎng)，故障后的一次波形嚴(yán)重畸變，再加上傳感器暫態(tài)過(guò)程的影響，使得基于工頻電氣量的繼電保護(hù)需要采用大量的濾波措施才能保證測(cè)量精度。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，故障信號(hào)為一非平穩(wěn)信號(hào)即時(shí)變信號(hào)，傳統(tǒng)的Fourier分析方法存在先天不足，因而常規(guī)保護(hù)不

17、能較好地解決可靠性與速動(dòng)性之間的矛盾，從而很難滿足超高速動(dòng)作的要求。 故障分量的應(yīng)用由于電壓等級(jí)的提高，系統(tǒng)暫態(tài)的持續(xù)時(shí)間加長(zhǎng)，故故障分量的應(yīng)用20世紀(jì)70年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多繼電保護(hù)工作者一直在致力于超高速線路保護(hù)的理論研究，并取得豐碩成果。這些研究工作完全擯棄傳統(tǒng)的繼電保護(hù)思想，而直接分析故障產(chǎn)生暫態(tài)分量的特征以期從中提取出有用的故障暫態(tài)信息。研究表明，暫態(tài)故障分量中含有比穩(wěn)態(tài)故障分量中更多的故障信息，且這些信息不受系統(tǒng)振蕩、負(fù)荷變化及CT飽和等因素的影響，從而為繼電保護(hù)理論的發(fā)展開(kāi)辟了一條新的途徑，這就是反應(yīng)故障暫態(tài)信息的超高速繼電保護(hù)。故障分量的應(yīng)用20世紀(jì)70年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多繼電

18、保護(hù)工作者故障分量的應(yīng)用故障測(cè)距問(wèn)題一直困繞著廣大的繼電保護(hù)工作者。傳統(tǒng)的阻抗測(cè)距法以及基于單端信息的故障分析法只能通過(guò)計(jì)算測(cè)量回路的阻抗實(shí)現(xiàn)故障測(cè)距，這不可避免地受過(guò)渡電阻的影響。為了徹底消除過(guò)渡電阻的影響，必須能夠準(zhǔn)確獲得線路兩端的系統(tǒng)參數(shù)，而這在實(shí)際系統(tǒng)中是很難的?；陔p端信息的故障分析法不受過(guò)渡電阻的影響，但需要交換兩端的信息，而且兩端的數(shù)據(jù)采集一般還要求能夠同步。此外，上述測(cè)距方法均受傳感器誤差的影響，因而測(cè)距精度得不到保證。 故障分量的應(yīng)用故障測(cè)距問(wèn)題一直困繞著廣大的繼電保護(hù)工作者。傳故障分量的應(yīng)用理論研究和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，從暫態(tài)故障分量中提取出來(lái)的故障行波信息可以用于故障測(cè)距，

19、而且基本不存在上述缺陷，完全可以將故障距離定位到一個(gè)桿塔之內(nèi)（誤差小于1km）。因而可以預(yù)見(jiàn)，反應(yīng)故障行波信息的故障測(cè)距技術(shù)必將成為快速、準(zhǔn)確查找輸電線路故障點(diǎn)的有力武器。 故障分量的應(yīng)用理論研究和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，從暫態(tài)故障分量中提故障分量的應(yīng)用在暫態(tài)故障分量中，最引人注目的莫過(guò)于行波分量，迄今為止的絕大多數(shù)超高速保護(hù)及高精度故障測(cè)距原理都是基于行波理論提出的。故障分量的應(yīng)用在暫態(tài)故障分量中，最引人注目的莫過(guò)于行波分量，故障分量的應(yīng)用利用暫態(tài)故障分量的小電流接地故障定位（選線）技術(shù)可望徹底解決長(zhǎng)期困擾電力部門(mén)的小電流接地故障定位問(wèn)題。故障分量的應(yīng)用利用暫態(tài)故障分量的小電流接地故障定位（選線）

20、技進(jìn)線1進(jìn)線235kV配電網(wǎng)35kV配電網(wǎng)35kV II35kV I10kV配電網(wǎng)10kV配電網(wǎng)10kV I10kV II進(jìn)線1進(jìn)線235kV配電網(wǎng)35kV配電網(wǎng)35kV II35k電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)基本概念 采用特定的技術(shù)手段對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，旨在判斷電網(wǎng)是否發(fā)生故障，并定性或定量給出故障信息。 定性故障信息：故障類型、故障性質(zhì)、故障點(diǎn)所處范圍等。 定量故障信息：故障及其持續(xù)時(shí)間、故障點(diǎn)準(zhǔn)確位置等。電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)基本概念電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)故障檢測(cè)啟動(dòng)元件故障方向檢測(cè)元件故障選相元件距離元件輸電網(wǎng)故障定位配電網(wǎng)故障定位電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)基本算法電網(wǎng)故障監(jiān)測(cè)故障檢測(cè)啟動(dòng)元件故障啟

21、動(dòng)元件故障啟動(dòng)元件故障啟動(dòng)元件故障啟動(dòng)元件故障啟動(dòng)元件故障啟動(dòng)元件故障方向檢測(cè)元件正方向故障反方向故障故障方向檢測(cè)元件正方向故障反方向故障故障選相元件（1）意義有助于投入故障特征最明顯的阻抗測(cè)量元件；可用于選相跳閘。故障選相元件（1）意義故障選相元件（2）選相算法的基本原理突變量電流選相 單相接地故障：兩個(gè)非故障相電流之差為零。故障選相元件（2）選相算法的基本原理故障選相元件（2）選相算法的基本原理突變量電流選相 兩相不接地短路：非故障相電流為零，兩個(gè)故障相電流之差最大。故障選相元件（2）選相算法的基本原理故障選相元件（2）選相算法的基本原理突變量電流選相 兩相接地短路：兩個(gè)故障相電流之差最大

22、。故障選相元件（2）選相算法的基本原理故障選相元件（2）選相算法的基本原理突變量電流選相 三相短路：三個(gè)相電流差的有效值均相等。故障選相元件（2）選相算法的基本原理故障選相元件（2）選相算法的基本原理突變量電流選相故障選相元件（2）選相算法的基本原理故障選相元件（2）選相算法的基本原理對(duì)稱分量選相 基本思路：首先通過(guò)檢測(cè)是否同時(shí)存在零序電流和負(fù)序電流分量來(lái)區(qū)分相間短路和接地故障。對(duì)于接地故障，可通過(guò)比較零序電流和負(fù)序電流之間的相位差進(jìn)一步區(qū)分單相接地短路和兩相接地短路。故障選相元件（2）選相算法的基本原理故障選相元件（2）選相算法的基本原理對(duì)稱分量選相故障選相元件（2）選相算法的基本原理距離元

23、件阻抗判據(jù)距離元件動(dòng)作條件：距離元件阻抗判據(jù)距離元件動(dòng)作條件：距離元件阻抗判據(jù)距離元件動(dòng)作條件：距離元件阻抗判據(jù)距離元件動(dòng)作條件：距離元件電壓判據(jù)Z set定義：距離元件電壓判據(jù)Z set定義：k1zZ setk2k3(a)(b)(c)(d)距離元件電壓判據(jù)k1zZ setk2k3(a)(b)(c)(d)距離元件電保護(hù)區(qū)內(nèi)k1點(diǎn)故障：保護(hù)區(qū)外k2點(diǎn)故障：保護(hù)區(qū)反向k3點(diǎn)故障： 距離元件電壓判據(jù)保護(hù)區(qū)內(nèi)k1點(diǎn)故障：保護(hù)區(qū)外k2點(diǎn)故障：保護(hù)區(qū)反向k3點(diǎn)故障保護(hù)動(dòng)作判據(jù)： 滿足該條件，說(shuō)明為區(qū)內(nèi)故障，否則為區(qū)外故障。距離元件電壓判據(jù)保護(hù)動(dòng)作判據(jù)： 滿足該條件，說(shuō)明為區(qū)內(nèi)故障，否則為輸電網(wǎng)故障定位輸電

24、網(wǎng)故障定位配電網(wǎng)故障定位配電網(wǎng)故障定位配電網(wǎng)故障定位配電網(wǎng)故障定位故障選線大電流接地系統(tǒng) 線路保護(hù)裝置能夠可靠檢測(cè)被保護(hù)線路發(fā)生的各種類型故障，故無(wú)需配備單獨(dú)的選線設(shè)備。小電流接地系統(tǒng) 線路保護(hù)裝置只能可靠檢測(cè)被保護(hù)線路發(fā)生的相間故障，而不能檢測(cè)單相接地故障，故需要配備單獨(dú)的選線設(shè)備。故障選線大電流接地系統(tǒng)小電流接地系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地（絕緣）系統(tǒng)IL諧振（消弧線圈）接地系統(tǒng)小電流接地系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地（絕緣）系統(tǒng)IL諧振（消弧線圈）接小電流接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)避免接地故障跳閘，提高供電可靠性。大部分情況下，接地電弧能夠熄滅，電網(wǎng)自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行。接地電流小，可防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。小電流接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)避免

25、接地故障跳閘，提高供電可靠性。小電流接地系統(tǒng)存在的問(wèn)題單相接地故障會(huì)導(dǎo)致非故障相電壓升高，危害電網(wǎng)絕緣。一般情況下，單相接地引起非故障相電壓升高1.732倍。接地點(diǎn)間歇拉電弧，線路電容反復(fù)充放電，電壓升高可達(dá)3.5倍。接地電弧長(zhǎng)期存在，可能燒壞接地點(diǎn)絕緣，造成相間短路故障，導(dǎo)致保護(hù)跳閘。小電流接地系統(tǒng)存在的問(wèn)題單相接地故障會(huì)導(dǎo)致非故障相電壓升高，小電流接地系統(tǒng)存在的問(wèn)題繼電保護(hù)配置困難單相接地故障電流微弱，接地電弧不穩(wěn)定，接地故障選線的問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好地解決；小電流接地故障選線難，主要難在諧振接地系統(tǒng)；許多供電部門(mén)仍然采用拉路法選擇接地線路。供電瞬時(shí)中斷，影響用戶用電設(shè)備正常工作，甚至可能

26、造成停電事故。小電流接地系統(tǒng)存在的問(wèn)題繼電保護(hù)配置困難小電流接地系統(tǒng)新技術(shù)消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧技術(shù) 可以精確地補(bǔ)償電容電流，使接地點(diǎn)電流盡可能的小，提高了電弧自動(dòng)熄滅的幾率。利用暫態(tài)行波的小電流接地故障選線保護(hù)技術(shù)利用暫態(tài)行波的小電流接地系統(tǒng)故障定位技術(shù)利用暫態(tài)行波的小電流接地系統(tǒng)瞬時(shí)性故障監(jiān)測(cè)技術(shù)小電流接地系統(tǒng)新技術(shù)消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧技術(shù)小電流接地故障仿真110KVRfl2=6kml3=9kml4=12kml5=15kml6=20kml1=3kmZL10kVTYY0LNRLK中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)仿真模型 小電流接地故障仿真110KVRfl2=6kml3=9kml4中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)仿真結(jié)

27、果（1）不接地系統(tǒng)故障時(shí)零模電壓和各條出線零模電流 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)仿真結(jié)果（1）不接地系統(tǒng)故障時(shí)零模電壓和各條中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)仿真結(jié)果（2）零模電壓和各出線零模電流的暫態(tài)放大圖 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)仿真結(jié)果（2）零模電壓和各出線零模電流的暫態(tài)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)仿真結(jié)果（3）零模電壓和各出線零模電流的特征分量 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)仿真結(jié)果（3）零模電壓和各出線零模電流的特征中性點(diǎn)諧振接地系統(tǒng)仿真結(jié)果（1）40 50 60 70 80 90 100 110 120-10 0 10 Time/msZero voltage/kV40506070809010011012050050Time/msZero currents/A消弧線圈接地系統(tǒng)故障時(shí)零模電壓和各條出線零模電流 中性點(diǎn)諧振接地系統(tǒng)仿真結(jié)果（1）40 50 60 70 80中性點(diǎn)諧振接地系統(tǒng)仿真結(jié)果（2）4850525456586010010time/msZero voltage/KV4850525456586050050time/msZero cu