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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(yùn)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(yùn)行,如何快速、準(zhǔn)確檢測(cè)并隔離故障線路成為一個(gè)重要研究課題。
1、鍍鋅接地角鋼:110kV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)屬于輸電網(wǎng)
一般來說,110kV及以上電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)屬輸電網(wǎng),對(duì)這類電網(wǎng),為了降低中性點(diǎn)絕緣成本,通常將中性點(diǎn)直接接地,發(fā)生單相接地故障時(shí)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(duì)中性點(diǎn)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(yùn)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(shí),由于三相線電壓仍然對(duì)稱,且接地點(diǎn)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(shí)。但此時(shí)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(jìn)一步的系統(tǒng)故障,需要盡快找到故障線路及故障點(diǎn)并予以切除。根據(jù)國網(wǎng)城市配網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則,對(duì)20及10kV配網(wǎng):單相接地故障電容電流在10A以下時(shí)宜采用中心不接地方式;在10-150A之間時(shí)宜采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式;當(dāng)達(dá)到150A時(shí)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(shí)際情況
結(jié)合本地區(qū)電網(wǎng)實(shí)際情況,配電網(wǎng)中性點(diǎn)主要采取不接地或經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式。如下圖最基本的不接地系統(tǒng)圖,正常運(yùn)行情況下三相有相同的對(duì)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(duì)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(shí)就動(dòng)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(shí)可能出現(xiàn)的最大對(duì)地電容電流?，F(xiàn)在普遍使用的的是改進(jìn)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(cè)可靠性和靈敏度,但在母線故障時(shí)可能會(huì)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(gè)穩(wěn)定的接地電流,因此也會(huì)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(diǎn)選擇故障線路。一種實(shí)現(xiàn)方法是檢測(cè)零序功率方向,如果某線路的零序無功功率方向?yàn)檎?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(gè)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(cè)靈敏度,但對(duì)于間歇性接地故障來說,零序電流波形畸變嚴(yán)重,難以計(jì)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(bǔ)償
對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng),當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),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(shí)在系統(tǒng)的中性點(diǎn)處通過消弧線圈注入一個(gè)感性電流來抵消接地點(diǎn)的容性電流,根據(jù)補(bǔ)償度大小的不同分為欠補(bǔ)償、全補(bǔ)償和過補(bǔ)償三種。電力系統(tǒng)中普遍采用過補(bǔ)償,一方面補(bǔ)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(shí)零序電流比向法不再適用。另一方面由于過補(bǔ)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(diǎn)、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(hào),其中以5次諧波分量為主,并且消弧線圈對(duì)5次諧波的補(bǔ)償作用僅相當(dāng)于工頻時(shí)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(jìn)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(jìn)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(shí)際應(yīng)用效果并不理想
諧波法優(yōu)點(diǎn)是可以克服消弧線圈的影響,但實(shí)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(cè)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(hào)小的缺點(diǎn),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(duì)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(diǎn)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(diǎn),可選出故障線路。在設(shè)計(jì)具體的選線裝置時(shí),鍍銅圓鋼可利用零序電壓與零序電流計(jì)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(diǎn)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(cè)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(diǎn)向接地線路注入特定頻率(如225Hz)的電流信號(hào),注入信號(hào)會(huì)沿著故障線路經(jīng)接地點(diǎn)注入大地,用信號(hào)探測(cè)器檢測(cè)每一條線路,有注入信號(hào)流過的線路被選為故障線路。該方法的優(yōu)點(diǎn)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(cè)器沿故障線路探測(cè)還可以確定架空線路故障點(diǎn)的位置。其缺點(diǎn)是需要安裝信號(hào)注入設(shè)備。另一方面信號(hào)注入能量受PT的限制,不能太高;在接地電阻較大時(shí),健全線路分布電容會(huì)對(duì)注入信號(hào)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(yùn)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(yùn)行,如何快速、準(zhǔn)確檢測(cè)并隔離故障線路成為一個(gè)重要研究課題。
1、鍍鋅接地角鋼:110kV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)屬于輸電網(wǎng)
一般來說,110kV及以上電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)屬輸電網(wǎng),對(duì)這類電網(wǎng),為了降低中性點(diǎn)絕緣成本,通常將中性點(diǎn)直接接地,發(fā)生單相接地故障時(shí)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(duì)中性點(diǎn)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(yùn)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(shí),由于三相線電壓仍然對(duì)稱,且接地點(diǎn)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(shí)。但此時(shí)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(jìn)一步的系統(tǒng)故障,需要盡快找到故障線路及故障點(diǎn)并予以切除。根據(jù)國網(wǎng)城市配網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則,對(duì)20及10kV配網(wǎng):單相接地故障電容電流在10A以下時(shí)宜采用中心不接地方式;在10-150A之間時(shí)宜采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式;當(dāng)達(dá)到150A時(shí)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(shí)際情況
結(jié)合本地區(qū)電網(wǎng)實(shí)際情況,配電網(wǎng)中性點(diǎn)主要采取不接地或經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式。如下圖最基本的不接地系統(tǒng)圖,正常運(yùn)行情況下三相有相同的對(duì)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(duì)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(shí)就動(dòng)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(shí)可能出現(xiàn)的最大對(duì)地電容電流?，F(xiàn)在普遍使用的的是改進(jìn)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(cè)可靠性和靈敏度,但在母線故障時(shí)可能會(huì)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(gè)穩(wěn)定的接地電流,因此也會(huì)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(diǎn)選擇故障線路。一種實(shí)現(xiàn)方法是檢測(cè)零序功率方向,如果某線路的零序無功功率方向?yàn)檎?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(gè)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(cè)靈敏度,但對(duì)于間歇性接地故障來說,零序電流波形畸變嚴(yán)重,難以計(jì)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(bǔ)償
對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng),當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),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(shí)在系統(tǒng)的中性點(diǎn)處通過消弧線圈注入一個(gè)感性電流來抵消接地點(diǎn)的容性電流,根據(jù)補(bǔ)償度大小的不同分為欠補(bǔ)償、全補(bǔ)償和過補(bǔ)償三種。電力系統(tǒng)中普遍采用過補(bǔ)償,一方面補(bǔ)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(shí)零序電流比向法不再適用。另一方面由于過補(bǔ)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(diǎn)、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(hào),其中以5次諧波分量為主,并且消弧線圈對(duì)5次諧波的補(bǔ)償作用僅相當(dāng)于工頻時(shí)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(jìn)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(jìn)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(shí)際應(yīng)用效果并不理想
諧波法優(yōu)點(diǎn)是可以克服消弧線圈的影響,但實(shí)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(cè)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(hào)小的缺點(diǎn),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(duì)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(diǎn)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(diǎn),可選出故障線路。在設(shè)計(jì)具體的選線裝置時(shí),鍍銅圓鋼可利用零序電壓與零序電流計(jì)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(diǎn)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(cè)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(diǎn)向接地線路注入特定頻率(如225Hz)的電流信號(hào),注入信號(hào)會(huì)沿著故障線路經(jīng)接地點(diǎn)注入大地,用信號(hào)探測(cè)器檢測(cè)每一條線路,有注入信號(hào)流過的線路被選為故障線路。該方法的優(yōu)點(diǎn)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(cè)器沿故障線路探測(cè)還可以確定架空線路故障點(diǎn)的位置。其缺點(diǎn)是需要安裝信號(hào)注入設(shè)備。另一方面信號(hào)注入能量受PT的限制,不能太高;在接地電阻較大時(shí),健全線路分布電容會(huì)對(duì)注入信號(hào)分流,干擾正確選線。
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