基于自動(dòng)化后臺(tái)的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地選線(xiàn)

汪曉

摘要：針對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相故障后難以準(zhǔn)確選取故障回線(xiàn)的問(wèn)題，提出一種基于自動(dòng)化后臺(tái)的選線(xiàn)方案。單相短路故障發(fā)生后的故障相各回饋線(xiàn)的電流變化主要來(lái)自線(xiàn)路分布電容電流變化，此電流為無(wú)功電流。其中故障回線(xiàn)無(wú)功電流為非故障回線(xiàn)與故障回線(xiàn)無(wú)功電流變化量之和，非故障回線(xiàn)無(wú)功電流變化量為該回線(xiàn)無(wú)功電流變化量。在此基礎(chǔ)上提出基于無(wú)功電流變化量的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)小電流接地選線(xiàn)方案。單相短路故障發(fā)生后，比較故障相各回饋線(xiàn)無(wú)功電流變化量，變化量最大的饋線(xiàn)為故障饋線(xiàn)。對(duì)配電網(wǎng)中的架空線(xiàn)路和電纜線(xiàn)路單相短路故障進(jìn)行了仿真研究，結(jié)果表明所提方法可靠性高，有較強(qiáng)帶過(guò)渡電阻能力，且不受線(xiàn)路架設(shè)方式影響。

關(guān)鍵詞：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng);自動(dòng)化后臺(tái);不接地系統(tǒng);選線(xiàn)

電力系統(tǒng)與一般系統(tǒng)不同，屬于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，其故障電流相對(duì)較小，所以對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，仍可運(yùn)行一段時(shí)間，所以故障出現(xiàn)后不會(huì)立即跳閘。在日常生活中使用小電流接地方式可在很大程度上提升供電可靠性，此外還能有效提升設(shè)備安全性，進(jìn)而保證用電人員與供電以及維修人員的人身安全。若長(zhǎng)時(shí)間帶故障運(yùn)行，特別是間歇性孤光接地故障，則會(huì)導(dǎo)致電壓過(guò)大，進(jìn)而增加事故發(fā)生率;此外故障電流還可燒壞電器，引起故障短路。基于自動(dòng)化后臺(tái)的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地選線(xiàn)是解決該類(lèi)故障的主要選線(xiàn)方案，因此對(duì)其的研究具有十分重要的意義。

1概述

在實(shí)際用電時(shí)，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，單相接地故障是較多故障中的一種，當(dāng)出現(xiàn)該故障時(shí)，零序電壓會(huì)出現(xiàn)變化。在正常情況下，零序電壓采集值小于零序電壓額定值，如果出現(xiàn)系統(tǒng)接地故障，那么前者值會(huì)大于后者值，此時(shí)為避免損壞線(xiàn)路，應(yīng)盡快啟用接地選線(xiàn)，在進(jìn)行該操作后，將涉及的值進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比選擇選線(xiàn)方式，然后在配電主站將選線(xiàn)結(jié)果上傳。上傳選線(xiàn)結(jié)果后，若系統(tǒng)給出同意指令，則可開(kāi)始進(jìn)行測(cè)試指令，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行跳閘選線(xiàn)。如果在進(jìn)行跳閘選線(xiàn)后，接地故障立刻消失，則可認(rèn)為本次選線(xiàn)正確;如果在跳閘選線(xiàn)后，接地故障依然存在，則選線(xiàn)錯(cuò)誤，此時(shí)應(yīng)啟動(dòng)線(xiàn)路保護(hù)的自動(dòng)重合閘。如果在對(duì)3條接地線(xiàn)路依次進(jìn)行上述操作后，依然不能確定接地線(xiàn)，那么該系選線(xiàn)失敗，此時(shí)發(fā)出對(duì)應(yīng)的信號(hào)，需要人為選線(xiàn)。

2 零序電流定值的設(shè)定

在實(shí)際進(jìn)行選線(xiàn)時(shí)，需要用到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，利用其完成對(duì)零序電流的設(shè)定，一般而言零序電流的設(shè)定可通過(guò)以下3種形式完成：

（1）手工錄入。在某些特殊時(shí)刻不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，此時(shí)應(yīng)通過(guò)保護(hù)定值極端方式來(lái)進(jìn)行零序電流的設(shè)定，同時(shí)配合上使用手工錄入，以此將數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（2）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)需要相關(guān)技術(shù)人員在變電站進(jìn)行人工接地試驗(yàn)，在進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行注意進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，然后記錄所采集到的數(shù)據(jù)，委托專(zhuān)業(yè)人員將數(shù)據(jù)傳入到專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，然后找到對(duì)應(yīng)線(xiàn)路，將線(xiàn)路存入數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。

（3）來(lái)自實(shí)際的電網(wǎng)接地事故。變電站發(fā)生接地事故后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采集該事故，并記錄與其相關(guān)的數(shù)據(jù)，隨后將其傳入數(shù)據(jù)庫(kù)。為確定電路的零序電流值，必須先找出接地線(xiàn)路。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)多種故障，單相接地故障是眾多故障中的一種，如果出現(xiàn)該故障，那么零序電流相位則會(huì)超前，即超前零序電壓90度，而此時(shí)故障線(xiàn)路零序電流相位則會(huì)滯后，一般是滯后零序電壓相位90度。

通過(guò)以上分析，我們可利用零序方向原件來(lái)確定接地故障線(xiàn)路。所以確定接地故障后，還可設(shè)定零序電流方向值，要求零序電流相位超前或滯后零序電壓相位70。以上才發(fā)出接地報(bào)警信號(hào)。

3 自適應(yīng)定值的應(yīng)用

變電站在日常運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)不可能一成不變，總會(huì)存在斷路器狀態(tài)的變化。在線(xiàn)路斷路器狀態(tài)變化的過(guò)程中，系統(tǒng)電容電流即會(huì)發(fā)生變化。由于電容電流，即零序電流會(huì)發(fā)生變化，設(shè)定單一的零序電流定值顯得不全面。針對(duì)此情況，我公司在基于穩(wěn)態(tài)零序電流的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地 選線(xiàn)中應(yīng)用了自適應(yīng)定值。

將斷路器的狀態(tài)量作為重要的計(jì)算因子，即當(dāng) 斷路器位置為斷開(kāi)時(shí)狀態(tài)量設(shè)為 “0”，斷路器位 置為合入時(shí)狀態(tài)量設(shè)為“1”，狀態(tài)量為“0”的電 路所存入的零序電流定值將不被計(jì)人選線(xiàn)的范圍內(nèi)。斷路器的狀態(tài)可以通過(guò)自動(dòng)化后臺(tái)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān) 測(cè)。基于斷路器位置的零序電流定值即稱(chēng)為自適應(yīng)定值。

3.1系統(tǒng)自適應(yīng)定值的設(shè)定

系統(tǒng)的自適應(yīng)定值會(huì)隨著系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化而變化。系統(tǒng)自適應(yīng)定值的設(shè)定方法，解決了發(fā)生接地時(shí)，因系統(tǒng)中斷路器狀態(tài)變化引起的零序電流嚴(yán)重變化對(duì)接地選線(xiàn)的影響。

系統(tǒng)自適應(yīng)值設(shè)定方法如下：

設(shè)線(xiàn)路i的電容電流為L(zhǎng)（i），斷路器位置狀態(tài)量為K（i），則由條電路組成的系統(tǒng)的自適應(yīng)定值K為：

K =0.85（L（1）K（1）+（2）K（2）+L（3）K（3）+… + L（i）K（i）系統(tǒng)自適應(yīng)定值設(shè)定后，是否需要重新設(shè)定，由線(xiàn)路出口斷路器的位置變化決定。

3.2 單線(xiàn)路自適應(yīng)定值的設(shè)定

系統(tǒng)中，線(xiàn)路聯(lián)絡(luò)斷路器的動(dòng)作也是比較頻繁的。一般情況下，聯(lián)絡(luò)斷路器動(dòng)作狀態(tài)無(wú)法由供電公司所轄的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但是聯(lián)絡(luò)斷路器的操作需要事先通知調(diào)度和變電站有關(guān)值班人員。我公司在現(xiàn)有的自動(dòng)化后臺(tái)中手動(dòng)錄入聯(lián)絡(luò)斷路器的狀態(tài)量，即可完成單線(xiàn)路自適應(yīng)定值的設(shè)定。

設(shè)線(xiàn)路出口至第一臺(tái)聯(lián)絡(luò)斷路器的電容電流為L(zhǎng)（0），第一臺(tái)聯(lián)絡(luò)斷路器與第二臺(tái)聯(lián)絡(luò)斷路器間的電容電流為L(zhǎng)（1），并依此類(lèi)推，第i臺(tái)聯(lián)絡(luò)斷路器的狀態(tài)量為后（i），則該條線(xiàn)路的自適應(yīng)定值為K =L（ 0）+（1）k（1）+（2）（2）+ L（3）k（3）+… +L（i）K（i）

單線(xiàn)路自適應(yīng)定值設(shè) 定后，是否需要重新設(shè)定，由線(xiàn)路聯(lián)絡(luò)斷路器的位置變化決定。

由上述分析可知，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)選線(xiàn)方法相對(duì)可靠，但其可靠性不夠穩(wěn)定，受多種因素的影響，對(duì)其影響較大為過(guò)渡電阻和運(yùn)行方式，所以具有一定的局限性，為提升其穩(wěn)定性，必須對(duì)其進(jìn)行更加深入的研究。

4 結(jié)語(yǔ)

利用自動(dòng)化后臺(tái)，由自適應(yīng)定值代替原來(lái)的單一零序電流定值，進(jìn)行中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的接地選線(xiàn)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行，選線(xiàn)準(zhǔn)確，且設(shè)計(jì)成本較低，適合推廣。

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