《HY-ML2000小电流接地保护装置》.pdf

一、 概 述 小接地电流系统是指中性点不接地或经消弧线圈接地或经电阻接地的电力系统。小接地电流系统中最常见的故障是单 相接地。发生单相接地时电流较小，单相接地时不形成短路回路，电力系统安全运行规程规定接地故障后可继续运行1至2 小时，单整个系统非故障相对地电压升高 3 倍。若不及时处理，极易发展为二相短路，使故障扩大。 小接地电流系统中发生单相接地故障时，凡是对地有电容的线路都将有零序电流流过。但由于零序电流较小，又有很 大的分散性，选择接地线路具有一定困难，若系统中有消弧线圈则困难更大。 小接地电流系统单相接地故障检出常用的选线方法有功率方向法、谐波分析法、信号注入法、首半波分析法、小波分 析法等多种方法。经验表明，单靠一种方法不可能排除误选和漏选，这也许是目前许多接地选线装置正确率不高的主要原 因。特别是由于 PT 断线、系统铁磁谐振等的影响，常常导致误启动，单相接地过渡电阻变化而引起的零序电流变化也会使 选线的准确率降低。 HY-ML2000 型小电流接地保护装置是我公司研发人员近期研制开发的新一代小接地电流系统接地故障选线和保护装 置。在总结了十几年来各种小电流接地选线装置成功和失败的经验和教训之后，HY-ML2000 型小电流接地保护装置在软硬 件设计上进行了重大改进，使准确率大大提高。装置的主要特点如下： 1． 针对中性点不接地、经消弧线圈接地和经电阻接地等不同的接地方式和接地工况，采用各自适应的选线算法，确保 各种选线算法工作在其有效范围之内，提高了选线的准确性； 2． 算法可严格鉴别接地与 PT 断线和铁磁谐振，避免了误启动； 3． 引入了相对测量概念和自适应跟踪技术，大大提高了故障电流检测的灵敏度，降低了误判和漏判的概率； 4． 集选线与保护为一体，可直接动作于跳闸。 二、工作原理 小接地电流系统发生单相接地故障后， PT 开口三角处产生零序电压。理论分析结果是：故障线路零序电流等于非故 障线路零序电流之和。故障线路零序电流应该是最大的。但由于实际现场 CT 误差、装置内 CT 误差、测量误差等原因，实 际计算值可能并非最大，也可能是第二大或第三大。若用电流最大值判别，则可能会出现误判，并且不能区分究竟是线路 接地还是母线接地。 HY-ML2000 系列选线装置采用电流方向判别故障线路，选电流最大的三条线路再比较方向，则不会发 生误判。一般来说，CT 的累加误差不会使故障线路零序电流变为第四大。 n I I c1 ∑ck 如下图，1号线路接地，则接地电流为 k 2 ，若2号线路电流为10A，3号线路电流为0.1A，4号到n号线路电流 为 0.2A，则 1 号线路电流为 10.3A，与 2 号线路电流接近。若用电流最大值判别，不易区分接地线路。因此再加电流方向 判别，才不会发生误判。 带消弧线圈系统一般过补偿5％～10％，若采用基波比方向，那么破坏故障线路零序电流与非故障线路零序电流相反的 规律。用五次谐波计算： 电感感抗： Z n f LL 2 π 0 n f Hz ， 0 ( 5 50 ) 1 ( ZC n5, f 50 )Hz 0 电容容抗： n f2Cπ 0 五次谐波感抗比基波感抗扩大了5倍，五次谐波容抗比基波容抗缩小了5倍，此时电感对五次谐波相当于开路，电感 可忽略，对于五次谐波电流仍满足故障线路与非故障线路反向的特点。所以采用五次谐波电流最大值及相位双重判据， 可以正确判断接地线路。电容自投切系统中，补偿电容一般接成中性点不接地 Y 或△接法，零序阻抗为无穷大，可不 考虑其影响。接地后，三相负载保持对称运行，不影响零序电流，分析时不考虑其影响。 三、装置的功能及特点 1． 装置核心部分采用总线内藏技术，工艺上使用SMT表贴生产技术，集成度高，抗干扰能力强，运行速度快(平均每 条指令执行时间 100ns 左右)。同时配备专用计算机控制软件，可通过便携式电脑与装置通信