小电流接地故障监测技术-山东科汇电气-徐丙垠.ppt

科汇 小电流接地故障监测技术 山东理工大学科汇电气技术研究所 徐丙垠 主要内容 概述 小电流接地故障信号特征 稳态电气量选线方法 暂态电气量选线方法 瞬时性接地故障监测 结论 一、概述 小电流接地故障：指小电流接地系统（中性点非有效接地系统）的单相接地故障。 小电流接地故障选线，又称小电流接地保护，选出带有接地故障的线路，给出指示信号。 小电流接地故障选线难，主要难在谐振接地系统。 小电流接地系统 小电流接地系统的优点 主要避免接地故障跳闸，提高供电可靠性。 大部分情况下，接地电弧能够熄灭，电网自动恢复正常运行。 接地电流小，可防止事故进一步扩大。 沿海某地变电所统计数据： 采用小电流接地运行方式，10kV线路平均每年跳闸27次。 改造为经小电阻接地之后平均每年跳闸46次 采用小电流接地运行方式跳闸率减少近50% 小电流接地系统存在的问题 非故障相电压升高，危害电网绝缘。 正常情况下，非故障相电压升高1.732倍。 接地点间歇拉电弧，线路电容反复充放电，电压升高可达3.5倍。 接地电弧长期存在，可能烧坏接地点绝缘，造成相间短路故障。 小电流接地系统存在的问题（续） 继电保护配置困难： 故障电流微弱，接地电弧不稳定，接地故障选线的问题一直没有得到很好地解决； 许多供电部门仍然采用拉路法选择接地线路。供电瞬时中断，影响用户用电设备正常工作，甚至可能造成停电事故。 中压配电网中性点接地方式的选择 是目前行业上关注的关键技术问题之一 不是一个简单的技术经济问题。 考虑问题的角度很重要： 对电网运行管理的影响 用户角度：供电可靠性、电能质量（电压骤降） 考虑运行方式：N-1要求 小电阻接地方式一度受到推崇： 电网规模的扩大、电缆线路的广泛应用，使故障电流增大，接地电弧难以自行熄灭，难以体现小电流接地方式的优势。 继电保护配置简单，选择性好。发生接地故障时保护瞬时动作，切除故障线路，减少过电压危害。 中性点接地方式选择（续） 近年来，小电流接地方式又引起了人们的重视： 电力市场化，对供电可靠性要求不断提高。 消弧线圈自动调谐技术的应用，可以精确地补偿电容电流，使接地点电流尽可能的小，提高了电弧自动熄灭的几率。 小电流接地故障选线技术取得了重大进展 统计数据表明：电缆网络也存在大量的瞬时性故障 国际上情况 法国 早期采用中性点不接地或消弧线圈接地方式 1960年代推广小电阻 1990年代改为谐振接地 发明了PDTR选线法 英国 中压电网中性点主要采用大电流接地方式 英格兰北部的约克郡（York)电力公司已对50个变电所中压配电网进行了消弧线圈接地改造 国际上情况（续） 意大利 中压配电网中性点主要采用不接地方式 采用瞬时短接接地相母线的方法消弧、选线 接地瞬间故障电流大，灭弧效果不理想。 2000年以来实施谐振接地改造工程，已有25%的变电所完成改造。 采用可调消弧线圈后，接地故障引起的供电中断减少50%以上。 采用固定调谐消弧线圈，接地故障引起的供电中断减少26%以上。 德国： 广泛应用谐振接地方式 供电可靠性很高 国内情况 有人主张城市电缆配电网络采用小电阻接地 深圳、广州、北京等地的部分电缆网络采取了小电阻接地方式 建议：尽量采用谐振接地方式 二、小电流接地故障信号特征 间歇性接地（拉弧）现象 故障点往往在电压峰值时击穿，电流过零时熄弧，在电压出现另一次峰值时又击穿，可能在一段时间后消失，也有可能持续发生。 小电流接地系统对接地故障续流能力差，故障点电流微弱，易出现间歇性接地故障现象。 永久接地故障，由于接地电流小，也存在接地电弧不稳定现象，故障电流有效值及过渡电阻在一个周波内变化较大。 三、稳态电气量选线方法 基于稳态工频量的方法 零序电流继电器 零序电容无功功率继电器 零序电流幅值、相位群体比较法 负序电流比较法 优点：简单易行 缺点： 稳态电流小，灵敏度低。 不能用于消弧线圈接地的系统 受故障点不稳定影响 基于（五次）谐波量的方法 检测零序谐波电流、功率，检测故障线路。 谐波量小，灵敏度低。 受故障点不稳定影响 有功功率法 利用故障线路零序有功功率大于非故障线路且方向相反的特点选线 简单，不受消弧线圈影响。 有功功率含量小，受TA，TV误差影响，灵敏度得不到保证。 投入中电阻法 在中性点瞬间投入中电阻，使零序电流的有功分量明显加大，解决灵敏度问题。 实际是将小电流接地故障转化为大电流接地故障 带来的问题是使接地电流增大，加大对接地点绝缘的破坏，可能导致事故扩大。对电缆线路来说，这一问题更为突出。 施工复杂、成本较高 瞬时改变消弧线圈调谐度的残余电流增量法，与投入中电阻法类似。 注入信号寻迹法 注入225Hz信号，检测线路中信号电流，确定故障点。 已在国内获得较广泛应用 需向系统注入信号，构成较复杂，投资大。