在线讯: 摘要:变压器中性点不接地系统当发生单相接地故障时,故障电流微弱,使得其定位十分困难。对不接地系统单相接地故障进行零序网络分析,分别考虑了联络开关两端电源单独作用时的影响,总结出故障时零序电流的相位特点。结合故障区段和测点间的网络描述矩阵,以故障时零序电流相位为基础,应用矩阵算法,有效确定故障所在区段。文中方法考虑了联络开关闭合时的情况,对网络描述矩阵以及故障信息矩阵进行了合理的修正,保证了算法的有效性。仿真实验结果表明了算法的有效性。
0、引言
我国10kV配电系统多采用变压器中性点不接地方式运行。在不接地运行方式下若发生单相接地故障,故障电流仅由线路的对地电容电流构成,数值比较小,因此瞬时接地故障易自行消失,可允许带故障运行1~2h,从而提高系统运行的可靠性。但较小的故障电流,使得永久性接地的快速定位故障点十分困难,目前还大多采用人工巡线的方法,难以满足电力用户对电能质量和供电可靠性要求的不断提高。
近年来,中性点不接地系统的故障选线研究已趋于成熟,故障定位也取得了很多进展。目前专家学者们已提出一些在线定位方法,如注入信号法、零序电流法,零序功率方向法、行波法及一些利用暂态信息的方法等。注入信号法和行波法等理论上可行,且具有一定的实用性,但容易受到接地故障电阻的影响。基于零序电流的定位方法可分为比幅、比相及零序电流功率方向,零序电流的幅值受接地电阻影响也较大,零序电流相位法和零序电流功率方向法在理论上类似,受接地电阻的影响较小,但目前还缺少实际应用的校验。且目前的研究大多数只考虑辐射状出线,复杂网络、双端电源的考虑比较少,因此单相接地故障的在线定位问题尚未得到良好解决,仍需深入研究。
矩阵算法由于其原理简单,直观,计算量小,广泛应用于配电网综合自动化中。尝试应用矩阵算法解决单相接地故障的定位问题,但对双端电源的考虑较少,缺少信息不完整情况下的处理等。本文以发生单相接地故障时的零序电流相位特点为基础,根据故障路径和非故障路径的显著区别,通过合理的矩阵描述和矩阵运算,最终确定故障所在区段。
1、单相接地故障零序网络分析
中性点不接地系统发生单相接地故障时,三相对地通路的对称性遭到破坏,中性点电压发生偏移。由于变压器中性点不接地,正序和负序网络没有对地通路,因此故障电流仅包含零序电流。
如图1 所示线路,O端为变电站母线侧,K1为进线开关,K2为联络开关,和另一变电站的线路或者与本变电站的其他母线上的线路相连。通常情况下,K1 闭合,K2 断开,即以环网接线,开环运行的工作方式。若点F发生A相单相接地故障,相当于在故障点处叠加一个零序电压源和3倍接地电阻串联的支路,而故障点的零序电压为