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电力检修|处理小电流接地故障的新思路

放大字体  缩小字体 更新日期:2018-07-08  来源:  作者:安防之家  浏览次数:121
核心提示:摘要:基于目前日趋完善的小电流接地选线技术和智能化的综合自动化系统及馈线自动化技术,提出全新的处理接地故障的新思路。阐述了利用馈线自动化技术隔离故障的过程,并表述了该新方法的实用意义。 中低压配电系统的中性点,一般采用不接地或经消弧线圈接地方式,称为小电流接地系统。该系统中发生单相接地故障时,尽管故障分量不大,但由于其他两相对地电压升为线电压,在没有消弧线圈的情况下,如果发
之家讯:基于目前日趋完善的小电流接地选线技术和智能化的综合自动化系统及馈线自动化技术,提出全新的处理接地故障的新思路。阐述了利用馈线自动化技术隔离故障的过程,并表述了该新方法的实用意义。

中低压配电系统的中性点,一般采用不接地或经消弧线圈接地方式,称为小电流接地系统。该系统中发生单相接地故障时,尽管故障分量不大,但由于其他两相对地电压升为线电压,在没有消弧线圈的情况下,如果发生间歇性弧光接地,由于中性点没有电荷释放通路,会引起过电压,系统绝缘受到威胁,容易发展为相间短路。因此,及时对接地线路采取隔离措施很重要,现在的变电站对这种接地故障,都采取了不同手段的选线措施。为此在已有选线措施的基础上,进一步结合其他技术对接地故障处理措施进一步优化,使故障造成的停电影响降到最低。

1重合闸技术的应用

重合闸技术已经广泛应用在所有电压等级的架空线路保护中,运行实践表明,重合闸技术对提高电力系统的安全稳定运行,以及供电可靠性都起到不可忽视的作用。那么是否可以将重合闸技术引入到小接地故障处理中呢?

首先需要分析接地故障的时间分布情况,根据资料统计,架空线路绝大多数故障是瞬时故障,连续记录到的接地故障录波报告中,340次接地故障的录波记录中有2次是直接的永久性接地故障,另有2次是电弧接地发展为相间接地,其余的336次均没有发展为永久性故障,占全部故障的98。82。在336次瞬时故障中,有101次超过2s,有24次超过10s,最长的一次持续时间达到5min。

不妨将上面的统计情况分成两个处理区段,A区段的故障持续时间很短,电弧可以很快自动熄灭,甚至小接地选线装置还没有发出试跳命令,故障已经消失。

B类型接地故障有一定持续时间,这种故障大多数情况下可以自行熄灭,但在某种情况下,电弧还有一定的顽固性,有的持续10s以上。其中B2类根本就是永久性故障,无法自行消除。

由上面的统计可得到如下结论:A类故障不需要重合闸,因为还没有等到选线措施起作用,它已经自行消失,甚至连选线措施都不需要。

而B1类型故障因为有一定持续时间,所以在故障还未消除时,采取措施切除故障使接地点的电弧熄灭,然后再合上即可继续正常运行。假设选线装置可以在1s内选出故障线路,且选跳成功,然后经过1s再重合开关成功,那么就相当于使得3~300s的接地故障在2s内得到解决,而由此缩短了接地电弧的持续时间,也就减少了弧光谐振和由接地电弧发展为相间故障的概率,对配电网的可靠运行有一定的现实意义。

B2类型故障属于永久性故障,重合闸后故障依然存在。可以在接地选线装置中,设置2次跳闸来隔离故障。

综上所述,在选线装置中增加一个重合闸环节,就可以使得所有选线装置动作的情况下,40%以上的故障强度减弱。对于B0类型故障,客观地说因为选线试跳和重合闸的短暂停电,对故障消除的意义不大,实践中可以调整选线试跳时间和重合闸时间加以优化。对于B2类型故障,经过重合闸依然存在,那么可以提醒运行人员,线路中确定存在永久性接地故障。

重合闸技术对接地故障的意义在于,与选线技术配合,及时熄灭接地电弧,在瞬时性故障情况,重合闸成功后馈线继续供电,可提高供电可靠性。那么对于永久性接地故障情况下,又如何缩小故障带来的负面影响,提高供电可靠性呢?

2馈线自动化技术的应用

馈线自动化技术是配电自动化领域的一部分,在设有馈线自动化系统的配电网中,每条馈路都被分成若干个线路段,段与段之间用馈线分段开关相连,而馈电线路对侧又往往与另一变电站相连,对于两侧都有的馈电线路,一般都在线路中某个分段开关处,断开形成单侧供电的情形,如图1所示。

基于配电网络的这一特点,就可以通过某种手段将故障区段找到,从而减小由于故障造成的停电损失。以电压重合型馈线系统为例,具体实现途径如下。

在每个分段开关对应的重合装置上,配置如下的功能;当分段开关两侧均无压时,可以延时跳闸,分段开关一侧有压,另一侧无压时经延时合闸(即恢复性合闸),合闸瞬时监测到故障分量,立即跳闸并闭锁再次合闸。当线路中C段发生永久性接地故障时,线路的断路器经选线跳闸和重合闸后,零序电压依然存在,于是断路器再次被跳开,此时线路中A、B、C、D线段失压,于是:

t1延时后,a、b、c三个分段开关因各自重合装置两侧失压而跳开。

t2延时后,由配电自动化系统发令合上线路出口断路器,线路没有出现零序电压。

t3延时后,a处重合装置合上相应分段开关线路,没有出现零序电压。

t4延时后,b处重合装置合上相应分段开关线路,出现零序电压,b处分段开关立即跳闸。至此,已经使整个配电线路中未发生故障的区段恢复供电,而发生故障的C区段也得到隔离。而D区段中在因为无故障,d处的重合装置因为单侧有压,在t5延时后,也可以合闸继续供电。

由上面的故障处理流程不难看出,用馈线自动化技术处理永久性故障的关键因素,在于每个开关动作时间的配合,首先,每个重合装置因开关两侧均无压而自行跳闸脱扣的时间,要大于重合闸时间(trc),而从线路出口到线路中段的恢复性合闸时间需要呈递进式循序合闸,即t4>t3>t2>t1>trc,反过来,由于C段失电而需要d处重合装置重合的时间,则需要从对侧变电站的出口开关处递推得到,这就需要重合装置能够识别其恢复性重合闸的方向,进而确定其合闸的时间。目前智能型重合装置,可以通过电压判据,方便地解决这个问题。在具有通讯功能重合闸上实现该功能时,则可以实时地将各个重合装置所采集的特征传给配电总站,由配电总站统一指挥各个重合装置的动作。结合选线技术、重合闸技术对接地故障的处理流程如图2所示。

3结束语

既然发生小电流接地故障时,线路可以运行一段时间,但不超过2h,也就是说,发生故障的线路迟早需要停电检修,不如在一发生故障时,就主动跳开断路器并重合闸,人为帮助其灭弧消除故障,这样有助于缩短故障持续时间,减小故障对系统的危害。如果确实发生了永久性接地故障,跳闸并重合闸不能奏效时,则应通过馈线自动化技术找到故障所在,并保证线路正常区段正常运行。因此,按照选线-跳闸-重合-隔离故障的思路,处理小接地故障问题,可以减小故障对系统的危害,并可以减少因故障造成停电的后果。同时在现代的智能型选线设备和智能型馈线自动化基础上,能够方便地得到实现。

参考文献

[1]郭上华,肖武勇,陈勇,等。一种实用的馈线单相接地故障区段定位与隔离方法。电力系统自动化,2005,29(19):79~81。

[2]薛永瑞,吴敏,王俊江,等。一种电压型配电网单相接地故障处理方法。电力系统自动化,2002,26(12):68~71。

[3]连鸿波,杨以涵,潘永刚,等。小电流接地系统中面向单相接地故障的自动重合闸技术,电力系统自动化,2004,28(6):73~76。安防之家专注于各种的安防,,,安防监控,安防器材,安防设备的新闻资讯和O2O电商导购服务,敬请登陆安防之家:http://anfang.jc68.com/
 
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