单相接地故障分析.pptx

个人信息个人信息姓名姓名性别性别年龄年龄单位单位电话电话邮箱邮箱陶守元男29机电处 配电网单相接地故障隔离方法的研究配电网单相接地故障隔离方法的研究 机电处机电处 陶守元陶守元 我国我国单相接地故障研究现状综述研究现状综述小电流接地系统单相接地故障分析分析 基于基于分布式处理方式的单相接地故障隔离方案设计设计 基于稳态故障信基于稳态故障信基于稳态故障信基于稳态故障信息量的方法息量的方法息量的方法息量的方法零序电流比幅法零序电流比幅法 零序电流比相法零序电流比相法 群体比幅比相法群体比幅比相法 五次谐波分量法五次谐波分量法 有功分量法有功分量法 负序电流法负序电流法 利用暂态零序电流法利用暂态零序电流法 基于零序电流基于零序电流SFB(selected frequency band)分量分量法法 基于小波变换的暂态零基于小波变换的暂态零序电流分析法序电流分析法基于暂态故障信基于暂态故障信基于暂态故障信基于暂态故障信息量的方法息量的方法息量的方法息量的方法 目前故障处理的目前故障处理的缺陷缺陷：一旦馈线上发生单相接地故障，选线装置选出故障线路，一旦馈线上发生单相接地故障，选线装置选出故障线路，跳开整条馈线。供电恢复时间长，降低了供电可靠性。跳开整条馈线。供电恢复时间长，降低了供电可靠性。电容电流数值较大时又往往采用消弧线圈加以补偿。因电容电流数值较大时又往往采用消弧线圈加以补偿。因此接地选线采用的特征量很小，造成识别上的困难此接地选线采用的特征量很小，造成识别上的困难 研究意义研究意义 随着科技的进步，人工智能等数学方法也越来越多随着科技的进步，人工智能等数学方法也越来越多的应用到配电网单相接地保护中，虽然相关分析法、的应用到配电网单相接地保护中，虽然相关分析法、模糊理论法、神经网络法、粗糙集理论法等智能方模糊理论法、神经网络法、粗糙集理论法等智能方法都得到了充分发展，但目前都在理论研究当中。法都得到了充分发展，但目前都在理论研究当中。加之配电网结构复杂多变，受过渡电阻、加之配电网结构复杂多变，受过渡电阻、CT不平衡不平衡等影响，选线装置作用一直不理想。因此，有必要等影响，选线装置作用一直不理想。因此，有必要研究新的解决方法。研究新的解决方法。小小电电流流接接地地系系统统单单相相接接地地故故障障分分析析 稳稳态态零零序序电电流流分分析析暂暂态态零零序序电电流流分分析析负负序序电电流流分分析析 小电流接地系统单相接地故障示意图稳稳态态零零序序电电流流分分析析 中性点不接地系统单相接地故障时的特点中性点不接地系统单相接地故障时的特点（1）全系统都将出现零序电压。）全系统都将出现零序电压。（2）故障线路上零序电流为全系统非故障元件对地电）故障线路上零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之总和，电容性无功功率的实际方向为由线路容电流之总和，电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。流向母线。（3）非故障的元件上零序电流等于本身的对地电容电）非故障的元件上零序电流等于本身的对地电容电流，电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路。流，电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路。（4）一般情况下，故障点前的零序电流（故障线路首）一般情况下，故障点前的零序电流（故障线路首端）要大于故障点后的零序电流，并且其相位相反。端）要大于故障点后的零序电流，并且其相位相反。暂暂态态零零序序电电流流分分析析单相接地时暂态电流的等值回路图单相接地时暂态电流的等值回路图 暂态零序电流故障特点暂态零序电流故障特点 暂态接地电流由暂态电容电流和暂态电感电流相加组暂态接地电流由暂态电容电流和暂态电感电流相加组成。在暂态阶段两者频率和幅值具有显著差异，故不成。在暂态阶段两者频率和幅值具有显著差异，故不能相互抵消。在暂态过程的初始阶段，暂态接地电流能相互抵消。在暂态过程的初始阶段，暂态接地电流的幅值和频率主要由暂态电容电流的特征决定。暂态的幅值和频率主要由暂态电容电流的特征决定。暂态接地电流中具有直流分量，其值与暂态电感电流中的接地电流中具有直流分量，其值与暂态电感电流中的直流成分大小相等、方向相反，起到平衡的作用。它直流成分大小相等、方向相反，起到平衡的作用。它虽然没有改变首半波的极性，但对幅值却带来了明显虽然没有改变首半波的极性，但对幅值却带来了明显的影响的影响 单相接地故障的负序等效电路单相接地故障的负序等效电路 负负序序电电流流分分析析 单相接地时负序电流分布的特点：单相接地时负序电流分布的特点：故障点产生的负序电流主要由故障点前的故障线路流故障点产生的负序电流主要由故障点前的故障线路流向系统，非故障线路的负序电流相对较小。向系统，非故障线路的负序电流相对较小。故障因过渡电阻接地时，故障线路负序电流与故障相故障因过渡电阻接地时，故障线路负序电流与故障相电压相位一致，而与系统及健全线路负序电流（和）电压相位一致，而与系统及健全线路负序电流（和）方向基本相反；非故障线路负序电流与故障线路负序方向基本相反；非故障线路负序电流与故障线路负序电流的相位差大于电流的相位差大于90，而与系统负序电流相位差小于，而与系统负序电流相位差小于90。故障点前的负序电流远大于故障点后的负序电流，故故障点前的负序电流远大于故障点后的负序电流，故障点后的负序电流接近于零，两者的差值约为故障线障点后的负序电流接近于零，两者的差值约为故障线路首端负序电流。路首端负序电流。分布式处理方式的原理分布式处理方式的原理故障隔离过程分析故障隔离过程分析 基于分布式处理方式的单相接地故基于分布式处理方式的单相接地故障隔离方案的优点障隔离方案的优点基于分基于分布式处布式处理方式理方式的单相的单相接地故接地故障隔离障隔离方案设方案设计计 网网络络拓拓扑扑简简化化图图和和邻邻接接相相量量表表典型配电网络拓扑简化图 拓扑图的邻接向量表拓扑图的邻接向量表 开关号开关号邻接开关号邻接开关号12、721、3、732、04554、665、071、2、887 配电网通信组的建立配电网通信组的建立配电网通信组的建立配电网通信组的建立 通信组号通信组号组内开关号组内开关号11、2、722、334、5、647、8 故障隔离过程分析故障隔离过程分析故障隔离过程分析故障隔离过程分析 单相接地故障判据的选取单相接地故障判据的选取 负序电流保护的整定值按躲开其他馈线发生金属性负序电流保护的整定值按躲开其他馈线发生金属性 接地故障时流过该馈线的最大负序电流整定：接地故障时流过该馈线的最大负序电流整定：设设 为馈线为馈线k上故障点前负序电流上故障点前负序电流 与故障点后与故障点后负序电流负序电流 幅值差，当幅值差，当 时，判断发生单相接时，判断发生单相接地故障。地故障。故障定位算法原理故障定位算法原理故障定位算法原理故障定位算法原理 左侧开关过流状态（左侧开关过流状态（LF：Left Flag）：收到左侧（上）：收到左侧（上游）相邻开关负序电流信息后，计算负序电流差值，游）相邻开关负序电流信息后，计算负序电流差值，大于整定值时，状态为大于整定值时，状态为1，否则为，否则为0；右侧开关过流状态（右侧开关过流状态（RF：Right Flag）：收到右侧）：收到右侧（下游）相邻开关负序电流信息后，计算负序电流差（下游）相邻开关负序电流信息后，计算负序电流差值，大于整定值时，状态为值，大于整定值时，状态为1，否则为，否则为0；设动作向量设动作向量V=（LF RF）。判定普通开关处于故障区）。判定普通开关处于故障区域端点的条件为域端点的条件为V=（1,0）或）或V=（0,1），符合此动作），符合此动作条件跳闸动作。条件跳闸动作。故障隔离过程算例分析故障隔离过程算例分析故障隔离过程算例分析故障隔离过程算例分析 开关节点编号开关节点编号开关类型开关类型邻接开关号邻接开关号动作向量动作向量V控制指令控制指令1边界电源开关边界电源开关2、7（1,0）跳闸动作跳闸动作2普通开关普通开关1、3、7(0,0)不动作不动作3边界开关边界开关2(0,0)不动作不动作4边界电源开关边界电源开关5(0,0)不动作不动作5普通开关普通开关4、6(0,0)不动作不动作6边界开关边界开关5(0,0)不动作不动作7普通开关普通开关1、2、8(0,0)不动作不动作8末梢开关末梢开关7(0,0)不动作不动作CB1出口断路器出口断路器1N跳闸动作跳闸动作CB2出口断路器出口断路器4N不动作不动作注：注：N为无数据为无数据故障点f1处的动作向量表 基于分布式处理方式的单相接地故障隔离方案的优点基于分布式处理方式的单相接地故障隔离方案的优点基于分布式处理方式的单相接地故障隔离方案的优点基于分布式处理方式的单相接地故障隔离方案的优点 故障隔离过程快速，符合供电可靠性越来越高的要求；故障隔离过程快速，符合供电可靠性越来越高的要求；故障动作范围小，仅切断故障边界上的开关，直接将故障隔离故障动作范围小，仅切断故障边界上的开关，直接将故障隔离在故障区段，不影响非故障区段；在故障区段，不影响非故障区段；保护功能完全下放到保护功能完全下放到FTU，在配电主站配合下，完成供电恢复，在配电主站配合下，完成供电恢复和负荷转移，使馈线故障的处理具有更高的可靠性、经济性；和负荷转移，使馈线故障的处理具有更高的可靠性、经济性；进一步弱化了配网子站的功能，简化了系统结构，减小了对通进一步弱化了配网子站的功能，简化了系统结构，减小了对通信网络的依赖；信网络的依赖；馈线自动化功能封装在较小区域中，系统的扩展更加容易，这馈线自动化功能封装在较小区域中，系统的扩展更加容易，这对于我国配电网改造具有重大的意义。对于我国配电网改造具有重大的意义。谢谢 谢！谢！