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中性点非直接接地电力系统中单相接地故障的自适应反相时间延迟特性的零序电压保护的鉴定 摘要：在一个中性点非直接接地的电力系统中，正确识别和隔离发生单相接地故障的故障线路始终是一项艰巨的任务。为了提高配电自动化的水平，对于负序电流自适应补偿的零序过电压保护，本文提出了新的方法。在对于瞬态负序电流的分析的基础上，可以知道，故障线路的负序电流比在任何配置的分支网络和中性点补偿模式的健全线路要高的多。因此，基本的零序过电压保护采用了自适应反相延迟的特性。通过乘以模最大并且设置了补偿电抗器的线路的负序电流得到补偿电压，然后结合零序电压的幅度组成了复合补偿电压。利用该补偿电压修改反向限延时特性。通过这种手段，零序过电压保护具有自适应的选择性。该方法通过理论分析和仿真结果已经被证实为有效的。 关键词：非直接接地系统；故障线路选择；自适应零序过电压；负序电流补偿 引言 作为分支网络的中性点是非直接接地的，发生单相接地故障时故障电流非常低。因此，这种电力系统被称为中性非直接接地系统[1]。低故障电流在短时间内不会对供电设备造成严重危害，但另一方面，它也会导致一种致命的后果，如果不及时的隔离出故障线路。检测和隔离故障馈线对于配电自动化和供电可靠性是非常重要的[2] [3]。 尽管研究人员已经在单相接地故障检测等方面有许多经验，但是准确识别故障线路仍需要进行深入研究，在中压电网中这始终是一个争议的话题（特别是在故障电阻不能忽略不计的情况下）。为了提高配电自动化的水平，提出了一些基于幅度或相位比较的方法，但这些方法有一些缺点，如接线复杂；在野外作业时可靠性低。随着小波分析和其他新的信号处理工具的出现，基于特定频段上的瞬态电流的一些方法被用来检测故障线路[4]。然而，当发生单相接地故障时，瞬态电流的频率成分的影响因素有很多，尤其是故障发生在中性点是通过谐振线圈接地的网络。这些方法还需要通过现场试验证明。通过分析负序电流在单相接地故障的情况下的分布，参考文献[5]提出了一系列关于负序电流的新的保护原则。这些原则提供了一个新的思路来实现基于在线测量的线路保护。但是，这些原则在具体实施时有以下一些问题：对于负序过电流保护，设定值必须比最大正常工作线路的负序电流要大，所以保护设置是非常困难的，因为线路负荷是彼此不同的，从而导致了保护的灵敏度低。作为负序方向的保护，需要系统的负序电流以及故障相电压的相位，但系统的负序电流是很难获得的，对于固体接地故障，故障相电压接近为零。此外，当电弧抑制线圈设置在谐振状态时，故障线路电流为零。在这种情况下，负序电流也几乎为零，因为它是三分之一的总故障电流。据了解，由于PT和CT的线性范围的限制，ADC的精度以及其他的原因，零电压（电流）或低电压（电流）的相位是很难被精确地测量的。因此，这两个标准有一定的局限性。通过使用故障相电压和分支电路负序瞬时功率可以弥补上述两个条件的短缺，但这个标准的制定工作相对困难。参考文献[6]提出了接地故障保护方案，当基频零序电流的幅值和负序基波频率电流的幅值大于根据准确工作电流设置的固定阈值时，接地故障保护就开始工作。在这个方案中，由于其具有反时限延时特性，接地故障保护有一定的适应性。但是如果电弧抑制线圈工作于谐振状态的附近，分布式的负序电流将远小于准确的工作电流，保护的灵敏度将减小或者不足。撤消修改此外，由于实际的系统在不同的补偿模式下具有不同的零序和负序电流，固定的设置值不能满足实际系统的要求。因此，基于负序的单相接地故障保护需要大量的研究，以适应不同的操作模式和故障模式。为了解决上述问题，基于瞬态负序电流补偿的线路故障检测在这项研究中提出了一个自适应的标准。 负序电流自适应补偿的零序过电压保护 从故障点产生的负序电流流向源和母线[7]。在母线的电流将会重新分配，然后分别流向源和支路。在分支网络中，由于各支路线路的负荷相对较轻以及大部分的分支网络是辐射状结构，源的等效负序阻抗非常小，各支路线路的负序阻抗很大。当发生单相接地故障时，大部分的负序电流都是由故障点产生的，电流由源流向故障点，只有很少一部分的负序电流流过正常工作支路。换句话说，故障线路的负序电流的幅值最高。因此，我们可以通过比较每条支路的负序电流的幅值来找出故障馈线。但是这种方法很难与线路保护相结合。此外，这种方法是可取的，在严重故障（金属接地故障）时它可以用来迅速的跳闸，而且适当的时间延迟保证了在轻微故障情况下的选择性。显然，零序电压完全适合于作此用途。反时限延时特性（如图1所示)可以被应用于实现上述目的。 （注： 图1 零序过电压保护的反时限延时特性） 根据图 1可得，零序电压超过阈值时，保护的跳闸特性如曲线1所示，曲线1表示为： 是零序过电压保护的设定值；是被测参数；参数,α是根据以下原则确定：首