论文部分内容阅读
摘 要:本文根据我厂多年来6kV高压中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障的处理和小电流选线装置的应用情况出发,结合目前所采用的最新式YB-B811小电流接地选线系统,对其应用情况和选线原理、技术特点做了介绍。
关键词:消弧线圈;小电流选线;高压6kV单相接地故障
1. 小接地电流电网概述
我国6kV高压配电网大都采用中性点非直接接地方式,在这类电网发生单相接地故障时,接地故障处仅流过线路的电容电流,其数值只是几安到二、三十安(因此这类电网属于小接地电流电网);由于不产生短路电流,且线电压仍是对称的,不影响对用户的正常供电,按规程要求允许继续运行 1~2 小时;但故障状态下,非故障相对地电压升至线电压水平,可能导致其绝缘薄弱处发生对地击穿,从而致使事故扩大,尤其是以电缆为主的配电网,电缆一旦发生单相接地,容易发展为永久性的相间或三相故障。单相接地故障的接地电容电流在故障点形成电弧不能自行熄灭,同时间歇性电弧产生的过电压往往又使事故扩大,显著降低电力系统的运行可靠性。采用自动调谐消弧线圈的系统可使故障瞬间无谐振发生自动消除瞬间的单相接地故障,对城市中的通信和电子设施干扰小,更重要的是减小了故障点的电流,不易形成电弧,有利于电网安全。中性点经消弧线圈接地已成为我国配电网中性点接地的主要方式。
2. 我厂选线装置应用现状
针对小接地电流电网的单相接地故障,我厂早先采用的是传统做法,即:当母线绝缘监视装置发出单相接地故障信号后,由值班人员采取顺序拉闸的方式寻找故障线路,转移负荷后将故障线路切除。 这种方法使得一些非故障线路的用户也会短时停电,降低了供电可靠性,延长了系统带单相接地运行的时间,增大了扩大故障和误操作的可能性,也无法满足变电站无人值班和实现综合自动化的要求。所以要真正地减少配网过电压事故、提高供电可靠性,除了中性点经消弧线圈接地以外,还应有可靠的单相接地故障选线装置相配合,及时检测出故障线路并跳闸切除,高压6kV小电流接地选线装置应运而生。但基于电力系统稳态分量选线理论的小电流接地选线装置由于过渡电阻、互感器精度的影响以及间歇性电弧带来的不确定性等因素,在实际运行中选线准确率很低。
我厂目前选用的是广西星宇智能电气有限公司与西安交通大学合作研制的新一代小电流接地选线产品YH-B811小电流接地选线装置。该装置适用于6kV~66kV及以下中性点非有效接地系统,包括中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点经大电阻接地系统,可广泛用于电力系统的变电站、发电厂、水电站及化工、冶金、煤炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统,能够准确地检测并隔离系统中发生单相接地故障的线路。我厂各装置6kV配电所均进行了小电流选线改造,安装了YH-B811小电流接地选线装置,目前工作状态良好,正确选线率为100%。
3. 选线原理和技术特点
3.1选线原理
我厂目前选用的是YH-B811小电流接地选线装置选线原理主要是基于零序电流暂态分量自适应捕捉特征频带的选线理论。其大致原理是:在健全线路暂态零序电流相位一致的频带内,故障线路暂态零序电流幅值等于所有出线暂态零序电流模值和的一半;而健全线路暂态零序电流幅值小于二分之一的所有出线暂态零序电流模值和,即,在一个健全线路暂态零序电流相位一致的频带内,故障线路暂态零序电流幅值大于健全线路暂态零序电流幅值,具有最大暂态电容电流。因此通过 选择一个健全线路电流相位一致的频带,利用此频带内暂态电流分量幅值比较,就可以选择出故障线路。
一般说来,系统中最大两条线路的零序电容之和不会超过整个系统的 89%。因此,特征频带内故障线路电流幅值大于或等于二分之一的所有出线暂态零序电流模值和,而健全线路电流模值小于二分之一的所有出线暂态零序电流模值和。可以利用这个特点来决定特征频带的上限截止频率 f1 和选取故障线路。
3.2技术特点
该装置采用突变量启动元件,具有十分优异的启动可靠性和灵敏性,不受系统运行方式和系统参数的影响,不受故障时刻和故障条件的影响,不受消弧线圈补偿的影响,适用于所有中性点非直接接地系统,具有较高的选线正确率。该方法不需要额外增加一次设备或与之相配合,对零序互感器无特殊要求,安装方便、调试简单,具有可以检测到瞬时性故障的优点,可正确捕捉瞬时性故障或间歇性弧光接地故障,同时该技术可以应用到分散的保护装置中,能够适应配网自动化 发展的需要。综上所述,对于小电流接地选线难题,这是一种比较理想的、经济的解决方案。
4. 结语
任何技术都不是完美无缺的,尤其是在实际应用环境中设备会碰到很多原设计理论、技术参数中所没有涉及到的部分和情况,所以作为维护单位,一方面要钻研新技术,应用新技术服务生产,另一方面也要具体情况具体分析,积累设备使用经验,发现设备使用局限,从而采取有效措施保证设备最大程度的正常工作。
参考文献
[1] 王清亮. 单相接地故障分析与选线技术,中国电力出版社,2013
[2] 张志霞. 小电流接地系统单项接地故障选线理论研究,辽宁科学技术出版社,2014
作者简介:
娄林毅(1983-)男,学士学位,新疆独山子石化公司乙烯厂助理工程师,研究方向:厂区配电维护。
关键词:消弧线圈;小电流选线;高压6kV单相接地故障
1. 小接地电流电网概述
我国6kV高压配电网大都采用中性点非直接接地方式,在这类电网发生单相接地故障时,接地故障处仅流过线路的电容电流,其数值只是几安到二、三十安(因此这类电网属于小接地电流电网);由于不产生短路电流,且线电压仍是对称的,不影响对用户的正常供电,按规程要求允许继续运行 1~2 小时;但故障状态下,非故障相对地电压升至线电压水平,可能导致其绝缘薄弱处发生对地击穿,从而致使事故扩大,尤其是以电缆为主的配电网,电缆一旦发生单相接地,容易发展为永久性的相间或三相故障。单相接地故障的接地电容电流在故障点形成电弧不能自行熄灭,同时间歇性电弧产生的过电压往往又使事故扩大,显著降低电力系统的运行可靠性。采用自动调谐消弧线圈的系统可使故障瞬间无谐振发生自动消除瞬间的单相接地故障,对城市中的通信和电子设施干扰小,更重要的是减小了故障点的电流,不易形成电弧,有利于电网安全。中性点经消弧线圈接地已成为我国配电网中性点接地的主要方式。
2. 我厂选线装置应用现状
针对小接地电流电网的单相接地故障,我厂早先采用的是传统做法,即:当母线绝缘监视装置发出单相接地故障信号后,由值班人员采取顺序拉闸的方式寻找故障线路,转移负荷后将故障线路切除。 这种方法使得一些非故障线路的用户也会短时停电,降低了供电可靠性,延长了系统带单相接地运行的时间,增大了扩大故障和误操作的可能性,也无法满足变电站无人值班和实现综合自动化的要求。所以要真正地减少配网过电压事故、提高供电可靠性,除了中性点经消弧线圈接地以外,还应有可靠的单相接地故障选线装置相配合,及时检测出故障线路并跳闸切除,高压6kV小电流接地选线装置应运而生。但基于电力系统稳态分量选线理论的小电流接地选线装置由于过渡电阻、互感器精度的影响以及间歇性电弧带来的不确定性等因素,在实际运行中选线准确率很低。
我厂目前选用的是广西星宇智能电气有限公司与西安交通大学合作研制的新一代小电流接地选线产品YH-B811小电流接地选线装置。该装置适用于6kV~66kV及以下中性点非有效接地系统,包括中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点经大电阻接地系统,可广泛用于电力系统的变电站、发电厂、水电站及化工、冶金、煤炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统,能够准确地检测并隔离系统中发生单相接地故障的线路。我厂各装置6kV配电所均进行了小电流选线改造,安装了YH-B811小电流接地选线装置,目前工作状态良好,正确选线率为100%。
3. 选线原理和技术特点
3.1选线原理
我厂目前选用的是YH-B811小电流接地选线装置选线原理主要是基于零序电流暂态分量自适应捕捉特征频带的选线理论。其大致原理是:在健全线路暂态零序电流相位一致的频带内,故障线路暂态零序电流幅值等于所有出线暂态零序电流模值和的一半;而健全线路暂态零序电流幅值小于二分之一的所有出线暂态零序电流模值和,即,在一个健全线路暂态零序电流相位一致的频带内,故障线路暂态零序电流幅值大于健全线路暂态零序电流幅值,具有最大暂态电容电流。因此通过 选择一个健全线路电流相位一致的频带,利用此频带内暂态电流分量幅值比较,就可以选择出故障线路。
一般说来,系统中最大两条线路的零序电容之和不会超过整个系统的 89%。因此,特征频带内故障线路电流幅值大于或等于二分之一的所有出线暂态零序电流模值和,而健全线路电流模值小于二分之一的所有出线暂态零序电流模值和。可以利用这个特点来决定特征频带的上限截止频率 f1 和选取故障线路。
3.2技术特点
该装置采用突变量启动元件,具有十分优异的启动可靠性和灵敏性,不受系统运行方式和系统参数的影响,不受故障时刻和故障条件的影响,不受消弧线圈补偿的影响,适用于所有中性点非直接接地系统,具有较高的选线正确率。该方法不需要额外增加一次设备或与之相配合,对零序互感器无特殊要求,安装方便、调试简单,具有可以检测到瞬时性故障的优点,可正确捕捉瞬时性故障或间歇性弧光接地故障,同时该技术可以应用到分散的保护装置中,能够适应配网自动化 发展的需要。综上所述,对于小电流接地选线难题,这是一种比较理想的、经济的解决方案。
4. 结语
任何技术都不是完美无缺的,尤其是在实际应用环境中设备会碰到很多原设计理论、技术参数中所没有涉及到的部分和情况,所以作为维护单位,一方面要钻研新技术,应用新技术服务生产,另一方面也要具体情况具体分析,积累设备使用经验,发现设备使用局限,从而采取有效措施保证设备最大程度的正常工作。
参考文献
[1] 王清亮. 单相接地故障分析与选线技术,中国电力出版社,2013
[2] 张志霞. 小电流接地系统单项接地故障选线理论研究,辽宁科学技术出版社,2014
作者简介:
娄林毅(1983-)男,学士学位,新疆独山子石化公司乙烯厂助理工程师,研究方向:厂区配电维护。