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核心詞：角鋼
近幾年電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的安全可靠運行備受關(guān)注。系統(tǒng)中發(fā)生幾率最大的故障類型為單相接地故障(約占所有故障類型的80%)。為確保配電系統(tǒng)安全運行,如何快速、準(zhǔn)確檢測并隔離故障線路成為一個重要研究課題。
1、鍍鋅接地角鋼:110kV及以上電壓等級的電網(wǎng)屬于輸電網(wǎng)
一般來說,110kV及以上電壓等級網(wǎng)絡(luò)屬輸電網(wǎng),對這類電網(wǎng),為了降低中性點絕緣成本,通常將中性點直接接地,發(fā)生單相接地故障時接地短路電流很大,故稱為大電流接地系統(tǒng)。3-66kV電網(wǎng)通常被劃分為配電網(wǎng),為了提高配網(wǎng)供電可靠性,對中性點一般采取非直接接地方式,包括經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻接地、及不接地運行方式,稱為小電流接地系統(tǒng)。當(dāng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,由于三相線電壓仍然對稱,且接地點電流比負(fù)荷電流小很多,不必立即斷開線路,允許持續(xù)供電1-2小時。但此時系統(tǒng)中非故障相相電壓升高為線電壓,容易在系統(tǒng)絕緣薄弱處造成絕緣擊穿,引發(fā)進一步的系統(tǒng)故障,需要盡快找到故障線路及故障點并予以切除。根據(jù)國網(wǎng)城市配網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則,對20及10kV配網(wǎng):單相接地故障電容電流在10A以下時宜采用中心不接地方式;在10-150A之間時宜采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式;當(dāng)達到150A時宜采用經(jīng)低電阻接地方式。
2、鍍鋅接地角鋼:結(jié)合當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的實際情況
結(jié)合本地區(qū)電網(wǎng)實際情況,配電網(wǎng)中性點主要采取不接地或經(jīng)消弧線圈接地運行方式。如下圖最基本的不接地系統(tǒng)圖,正常運行情況下三相有相同的對地電容C0,由于相電壓的作用,每相都有超前于電壓90度的容性電流流入大地。
3、鍍鋅接地角鋼:假設(shè)a相發(fā)生單相接地短路
假設(shè)A相發(fā)生單相接地短路,則A相電壓為零,B、C相電壓變?yōu)樵瓉怼?倍,對地電容電流也相應(yīng)增大為原來√3倍。
4、鍍鋅接地角鋼:用電流繼電器指示故障線路
以前的做法是用電流繼電器,當(dāng)線路零序電流超過繼電器整定值時就動作,指示故障線路,繼電器整定值應(yīng)能躲過本線路正常工作時可能出現(xiàn)的最大對地電容電流。現(xiàn)在普遍使用的的是改進的群體比幅法,應(yīng)用微處理芯片技術(shù)采集并比較接地母線上所有出線零序電流,將幅值最大的線路選為故障線路。由于不需設(shè)定門檻值,群體比幅法提高了檢測可靠性和靈敏度,但在母線故障時可能會出現(xiàn)誤判斷。另一方面,小電流接地故障往往伴隨有間歇性拉弧現(xiàn)象,由于沒有一個穩(wěn)定的接地電流,因此也會影響選線的成功率。零序電流比向法簡稱方向法或相位法,它利用故障線路零序電流與非故障線路方向相反的特點選擇故障線路。一種實現(xiàn)方法是檢測零序功率方向,如果某線路的零序無功功率方向為正,即零序電壓超前零序電流90°,則說明零序電容電流的方向是由線路流向母線,該線路被選為故障線路;另一種方法是群體比相法,選擇3個以上幅值最大的線路零序電流,比較它們之間的相位,相位與其他線路相反的線路被選為故障線路。與幅值法相比,方向法有較高的檢測靈敏度,但對于間歇性接地故障來說,零序電流波形畸變嚴(yán)重,難以計算其相位,因此也有一定的局限性。
5、鍍鋅接地角鋼:可分為欠補償
對于中性點經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng),當(dāng)發(fā)生單相接地故障時,系統(tǒng)容性電流的分布與不接地電網(wǎng)分布是一致的;但此時在系統(tǒng)的中性點處通過消弧線圈注入一個感性電流來抵消接地點的容性電流,根據(jù)補償度大小的不同分為欠補償、全補償和過補償三種。電力系統(tǒng)中普遍采用過補償,一方面補償后的殘余電流呈感性,使得母線處故障線路的零序電流流向與非故障線路相同,均為從母線流向線路,故此時零序電流比向法不再適用。另一方面由于過補償度不大,殘余電流較小,甚至小于非故障線路的零序電流,因此零序電流比幅法也不再適用。由于故障點、消弧線圈、變壓器等電氣設(shè)備的非線性影響,故障電流中存在著諧波信號,其中以5次諧波分量為主,并且消弧線圈對5次諧波的補償作用僅相當(dāng)于工頻時的1/25,可以忽略其影響。
6、鍍鋅接地角鋼:稱為五次諧波法
因此,故障線路的5次諧波零序電流的幅值比非故障線路的都大且方向相反,據(jù)此可以選擇故障線路,稱為5次諧波法。為了進一步提高靈敏度,可將各線路的3、5、7次等諧波分量的平方求和后進行幅值比較,幅值最大的線路選為故障線路。
7、鍍鋅接地角鋼:但實際應(yīng)用效果并不理想
諧波法優(yōu)點是可以克服消弧線圈的影響,但實際應(yīng)用效果并不理想。
8、鍍鋅接地角鋼:但不能從根本上解決問題
主要原因是故障電流中的5次諧波含量較小(小于10%),檢測靈敏度低;多次諧波平方和法雖然能在一定程度上克服單次諧波信號小的缺點,但并不能從根本上解決問題。零序電流有功分量是根據(jù)線路存在對地電導(dǎo)以及消弧線圈存在電阻損耗,故障電流中含有有功分量,非故障線路和消弧線圈的有功電流方向相同且都經(jīng)過故障點返回,因此,故障線路有功分量比非故障線路大且方向相反。根據(jù)這一特點,可選出故障線路。在設(shè)計具體的選線裝置時,鍍銅圓鋼可利用零序電壓與零序電流計算并比較各線路零序有功功率的大小與方向來確定故障線路。
9、鍍鋅接地角鋼:可靠性得不到保證
有功分量法的優(yōu)點是不受消弧線圈的影響,但由于故障電流中有功分量非常小并且受線路三相參數(shù)不平衡的影響,檢測靈敏度低,可靠性得不到保障。在發(fā)生接地故障后,通過三相電壓互感器的中性點向接地線路注入特定頻率(如225Hz)的電流信號,注入信號會沿著故障線路經(jīng)接地點注入大地,用信號探測器檢測每一條線路,有注入信號流過的線路被選為故障線路。該方法的優(yōu)點是不受消弧線圈的影響,不要求裝設(shè)零序電流互感器,并且用探測器沿故障線路探測還可以確定架空線路故障點的位置。其缺點是需要安裝信號注入設(shè)備。另一方面信號注入能量受PT的限制,不能太高;在接地電阻較大時,健全線路分布電容會對注入信號分流,干擾正確選線。
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近幾年電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的安全可靠運行備受關(guān)注。系統(tǒng)中發(fā)生幾率最大的故障類型為單相接地故障(約占所有故障類型的80%)。為確保配電系統(tǒng)安全運行,如何快速、準(zhǔn)確檢測并隔離故障線路成為一個重要研究課題。
1、鍍鋅接地角鋼:110kV及以上電壓等級的電網(wǎng)屬于輸電網(wǎng)
一般來說,110kV及以上電壓等級網(wǎng)絡(luò)屬輸電網(wǎng),對這類電網(wǎng),為了降低中性點絕緣成本,通常將中性點直接接地,發(fā)生單相接地故障時接地短路電流很大,故稱為大電流接地系統(tǒng)。3-66kV電網(wǎng)通常被劃分為配電網(wǎng),為了提高配網(wǎng)供電可靠性,對中性點一般采取非直接接地方式,包括經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻接地、及不接地運行方式,稱為小電流接地系統(tǒng)。當(dāng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,由于三相線電壓仍然對稱,且接地點電流比負(fù)荷電流小很多,不必立即斷開線路,允許持續(xù)供電1-2小時。但此時系統(tǒng)中非故障相相電壓升高為線電壓,容易在系統(tǒng)絕緣薄弱處造成絕緣擊穿,引發(fā)進一步的系統(tǒng)故障,需要盡快找到故障線路及故障點并予以切除。根據(jù)國網(wǎng)城市配網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則,對20及10kV配網(wǎng):單相接地故障電容電流在10A以下時宜采用中心不接地方式;在10-150A之間時宜采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式;當(dāng)達到150A時宜采用經(jīng)低電阻接地方式。
2、鍍鋅接地角鋼:結(jié)合當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的實際情況
結(jié)合本地區(qū)電網(wǎng)實際情況,配電網(wǎng)中性點主要采取不接地或經(jīng)消弧線圈接地運行方式。如下圖最基本的不接地系統(tǒng)圖,正常運行情況下三相有相同的對地電容C0,由于相電壓的作用,每相都有超前于電壓90度的容性電流流入大地。
3、鍍鋅接地角鋼:假設(shè)a相發(fā)生單相接地短路
假設(shè)A相發(fā)生單相接地短路,則A相電壓為零,B、C相電壓變?yōu)樵瓉怼?倍,對地電容電流也相應(yīng)增大為原來√3倍。
4、鍍鋅接地角鋼:用電流繼電器指示故障線路
以前的做法是用電流繼電器,當(dāng)線路零序電流超過繼電器整定值時就動作,指示故障線路,繼電器整定值應(yīng)能躲過本線路正常工作時可能出現(xiàn)的最大對地電容電流。現(xiàn)在普遍使用的的是改進的群體比幅法,應(yīng)用微處理芯片技術(shù)采集并比較接地母線上所有出線零序電流,將幅值最大的線路選為故障線路。由于不需設(shè)定門檻值,群體比幅法提高了檢測可靠性和靈敏度,但在母線故障時可能會出現(xiàn)誤判斷。另一方面,小電流接地故障往往伴隨有間歇性拉弧現(xiàn)象,由于沒有一個穩(wěn)定的接地電流,因此也會影響選線的成功率。零序電流比向法簡稱方向法或相位法,它利用故障線路零序電流與非故障線路方向相反的特點選擇故障線路。一種實現(xiàn)方法是檢測零序功率方向,如果某線路的零序無功功率方向為正,即零序電壓超前零序電流90°,則說明零序電容電流的方向是由線路流向母線,該線路被選為故障線路;另一種方法是群體比相法,選擇3個以上幅值最大的線路零序電流,比較它們之間的相位,相位與其他線路相反的線路被選為故障線路。與幅值法相比,方向法有較高的檢測靈敏度,但對于間歇性接地故障來說,零序電流波形畸變嚴(yán)重,難以計算其相位,因此也有一定的局限性。
5、鍍鋅接地角鋼:可分為欠補償
對于中性點經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng),當(dāng)發(fā)生單相接地故障時,系統(tǒng)容性電流的分布與不接地電網(wǎng)分布是一致的;但此時在系統(tǒng)的中性點處通過消弧線圈注入一個感性電流來抵消接地點的容性電流,根據(jù)補償度大小的不同分為欠補償、全補償和過補償三種。電力系統(tǒng)中普遍采用過補償,一方面補償后的殘余電流呈感性,使得母線處故障線路的零序電流流向與非故障線路相同,均為從母線流向線路,故此時零序電流比向法不再適用。另一方面由于過補償度不大,殘余電流較小,甚至小于非故障線路的零序電流,因此零序電流比幅法也不再適用。由于故障點、消弧線圈、變壓器等電氣設(shè)備的非線性影響,故障電流中存在著諧波信號,其中以5次諧波分量為主,并且消弧線圈對5次諧波的補償作用僅相當(dāng)于工頻時的1/25,可以忽略其影響。
6、鍍鋅接地角鋼:稱為五次諧波法
因此,故障線路的5次諧波零序電流的幅值比非故障線路的都大且方向相反,據(jù)此可以選擇故障線路,稱為5次諧波法。為了進一步提高靈敏度,可將各線路的3、5、7次等諧波分量的平方求和后進行幅值比較,幅值最大的線路選為故障線路。
7、鍍鋅接地角鋼:但實際應(yīng)用效果并不理想
諧波法優(yōu)點是可以克服消弧線圈的影響,但實際應(yīng)用效果并不理想。
8、鍍鋅接地角鋼:但不能從根本上解決問題
主要原因是故障電流中的5次諧波含量較小(小于10%),檢測靈敏度低;多次諧波平方和法雖然能在一定程度上克服單次諧波信號小的缺點,但并不能從根本上解決問題。零序電流有功分量是根據(jù)線路存在對地電導(dǎo)以及消弧線圈存在電阻損耗,故障電流中含有有功分量,非故障線路和消弧線圈的有功電流方向相同且都經(jīng)過故障點返回,因此,故障線路有功分量比非故障線路大且方向相反。根據(jù)這一特點,可選出故障線路。在設(shè)計具體的選線裝置時,鍍銅圓鋼可利用零序電壓與零序電流計算并比較各線路零序有功功率的大小與方向來確定故障線路。
9、鍍鋅接地角鋼:可靠性得不到保證
有功分量法的優(yōu)點是不受消弧線圈的影響,但由于故障電流中有功分量非常小并且受線路三相參數(shù)不平衡的影響,檢測靈敏度低,可靠性得不到保障。在發(fā)生接地故障后,通過三相電壓互感器的中性點向接地線路注入特定頻率(如225Hz)的電流信號,注入信號會沿著故障線路經(jīng)接地點注入大地,用信號探測器檢測每一條線路,有注入信號流過的線路被選為故障線路。該方法的優(yōu)點是不受消弧線圈的影響,不要求裝設(shè)零序電流互感器,并且用探測器沿故障線路探測還可以確定架空線路故障點的位置。其缺點是需要安裝信號注入設(shè)備。另一方面信號注入能量受PT的限制,不能太高;在接地電阻較大時,健全線路分布電容會對注入信號分流,干擾正確選線。
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