專利名稱：小電流接地系統(tǒng)單相接地的建模方法以及選線方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用在小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時建立電氣模型和確定故障線路的方法。
我國3-66kV配電系統(tǒng)通常采用中性點不接地的小電流接地系統(tǒng)，這種方式在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時能保證繼續(xù)供電一段時間，但如果不能盡快找到故障線路及時切除就有可能使得單相接地擴大成兩相短路，給系統(tǒng)的安全運行帶來威脅。因此希望準確、快速地找到故障線路，以便于采取措施消除故障，保證系統(tǒng)正常運行。通常用來確定故障線路的方法可分為三類第一類是以穩(wěn)態(tài)時的系統(tǒng)電氣參數(shù)作為判據(jù)，包括零序電流、有功分量、零序?qū)Ъ{、負序電流等；第二類是以故障發(fā)生暫態(tài)過程中的系統(tǒng)電氣參數(shù)為判據(jù)，包括首半波法、能量保護法、小波分析法等；第三類是其他方法，包括信號注入法、非直接電氣量測量法等。但運行實踐表明，目前現(xiàn)有的這些故障線路判定方法都不能準確的判定故障線路，這主要是由于系統(tǒng)的復雜性、運行方式以及單相接地故障過程的不確定性和小電流信號準確測量的困難性所導致的，常用的電氣模型通常都是簡單的將接地點作為金屬性短路通過電阻短路處理，這不能說明小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的間歇性弧光接地過程以及從間歇性弧光接地到金屬性接地的過渡過程，本發(fā)明就是要提供一種新的更接近實際情況的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障建模方法以及采用這個模型分析的單相接地故障選線方法。
本發(fā)明提供的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的模型是這樣的在故障接地點用開關K2、并聯(lián)開關K1的放電間隙和可變電阻三組元件串聯(lián)表示故障接地的過程，其中開關K2合上表示接地故障發(fā)生，開合操作表示間歇性故障，放電間隙擊穿表示電弧接地故障，開關K1合上表示電弧接地變成電阻接地，可變電阻阻值由大變小表示由電阻接地到金屬性接地的過渡過程。
由于本發(fā)明考慮了單相接地故障由間歇性電弧-高阻-低阻-金屬性接地的全過程，在接地點用開關、放電間隙和可變電阻等元件的組合來模擬該過程，模型更接近實際過程，便于理論研究和實驗室的模擬實驗。
下面結合附圖對本發(fā)明提出的方法作詳細地說明。
附

圖1是本發(fā)明的電氣原理示意圖。
圖1表示有三條出線的配電系統(tǒng)零序網(wǎng)絡，C01、C02、C03分別表示三條出線的對地電容，在01號出線的D點發(fā)生單相接地故障，V0表示零序電源，開關元件K2合上表示發(fā)生接地故障，放電間隙JX擊穿表示電弧性接地故障，開關元件K1合上表示電弧性接地故障變成電阻性接地故障，可變電阻Rjd表示不同的接地過渡電阻，由大到小調(diào)節(jié)可變電阻Rjd可表示故障接地過程由高阻到低阻最后到金屬性接地的過程。
實施例同樣參照附圖1。
分別用集中電容代表系統(tǒng)的等效對地電容，按零序電流的大小選擇不同的開關，可變電阻的最大值通?？砂辞W級選取，放電間隙選可調(diào)間隙間距離的，按圖1接線即可。
本發(fā)明提供的故障選線方法是這樣的當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，在接地相的母線和地之間接入一個可以調(diào)節(jié)阻值的電阻，逐漸調(diào)節(jié)電阻值，則各條出線的零序電流將發(fā)生不同的變化，規(guī)律是電阻值由大逐漸變小時，故障線路的零序電流逐漸減小，過零后反向增大，非故障線路的零序電流將逐漸增大，電阻值由小逐漸變大時則變化趨勢相反。根據(jù)故障線路和非故障線路不同的零序電流變化趨勢可以判斷出發(fā)生接地故障的線路。
由于本發(fā)明采用在系統(tǒng)母線和地之間接入可變電阻，調(diào)節(jié)電阻值的大小將故障點的故障電流逐漸轉(zhuǎn)移，根據(jù)各條出線不同的零序電流變化趨勢來判斷故障線路的方法，選線可靠，大大降低了對測量精度的要求，適應范圍廣。
下面結合附圖對本發(fā)明提出的方法作詳細地說明。
附圖2是本發(fā)明的電氣原理示意圖。
圖2(a)是發(fā)生單相接地故障、零序電流未轉(zhuǎn)移時的電流分布，對1#故障線路，在出線處零序電流I1-m由故障相流向母線，對2#和3#非故障線路，零序電流I0-2和I0-3則由母線流向線路。圖2(b)是零序電流轉(zhuǎn)移后的電流分布，此時開關K合上，由大到小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移電阻Rzy的阻值，非故障相的零序電流保持原來的方向，接地點的故障電流被逐漸轉(zhuǎn)移到開關和轉(zhuǎn)移電阻的串聯(lián)支路，故障相的零序電流則由故障相流向母線變成由母線流向線路，根據(jù)這種不同的變化趨勢，可以準確判斷故障線路。
權利要求
1小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的電氣模型以及小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的選線方法。小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法特征為在系統(tǒng)母線與地之間接有開關和可調(diào)節(jié)阻值的串聯(lián)電阻。
2根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征是當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，開關合上，調(diào)節(jié)電阻阻值，根據(jù)電阻阻值變化時各條出線不同的零序電流變化趨勢判斷故障線路。小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的電氣模型的特征是
3在接地相與地之間由開關2、與開關1并聯(lián)的放電間隙和可變電阻串聯(lián)表示故障狀態(tài)。
4根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征是開關2合上表示發(fā)生單相接地故障。
5根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征是開關1斷開、放電間隙擊穿表示發(fā)生電弧性接地，開關1合上表示發(fā)生電阻性接地。
6根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征是調(diào)節(jié)電阻阻值表示有高阻接地到低阻接地、金屬性接地的過渡過程。
全文摘要
小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的電氣模型和采用該模型分析的單相接地故障選線方法。電氣模型在接地點用開關元件、可變電阻元件和并聯(lián)了開關元件的放電間隙等串聯(lián)代替，可以模擬單相接地故障從間歇性電弧－高阻－低阻－金屬性接地的發(fā)展過程。選線采用零序電流轉(zhuǎn)移的方法，在故障相母線與地之間接一個可調(diào)節(jié)阻值的電阻，調(diào)節(jié)該電阻值，根據(jù)故障線路和非故障線路零序電流的不同變化趨勢可判斷故障線路。
文檔編號G01R31/08GK101042417SQ20061007341
公開日2007年9月26日 申請日期2006年3月26日 優(yōu)先權日2006年3月26日
發(fā)明者吳昌德 申請人:吳昌德