配電網(wǎng)絡(luò)故障選線

前言

　　配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障的幾率最高，可占總故障的80％左右。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，其三相之間線電壓仍然對稱，且故障電流較小，不影響對負(fù)荷連續(xù)供電，不必立即跳閘，規(guī)程規(guī)定可以繼續(xù)運(yùn)行1-2h。隨著城市配電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)中電纜線路的比例上升，纜一線混合線路越來越多，配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障的故障零序電容電流較大，長時間運(yùn)行易使故障擴(kuò)大成兩點或多點接地短路．弧光接地還會引起全系統(tǒng)過電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行。規(guī)程規(guī)定，當(dāng)22-66kv電網(wǎng)發(fā)生單相接地時，故障點的零序電容電流大于10A。10kV電網(wǎng)零序電容電流大于20A，3-6kV電網(wǎng)零序電容電流大于30A時，一律應(yīng)裝設(shè)消弧線圈，以提高供電可靠性。安裝消弧線圈，減小了短路電流，使得系統(tǒng)容易熄弧，減小了過電壓的危害，防止了事故擴(kuò)大，也不致?lián)p壞設(shè)備絕緣。但是，配電網(wǎng)故障零序電流減小，使得微機(jī)型故障選線裝置正確選線面臨更大的挑戰(zhàn)，“消弧”與故障選線正確性之間形成了技術(shù)矛盾?！　∨潆娋W(wǎng)故障選線困難，尤其是中性點經(jīng)消弧線圈接地配電網(wǎng)故障選線困難，許多學(xué)者做了大量研究，提出了很多選線方法，并開發(fā)了一些選線裝置。自20世紀(jì)80年代中期微機(jī)型選線裝置投入運(yùn)行以來，各廠家相繼研制出基于這些選線原理的多種產(chǎn)品。90年代初期選線裝置的研制達(dá)到高潮，大量選線裝置投入運(yùn)行。但是，自動選線技術(shù)在90年代末期陷入低谷，很多地區(qū)選線裝置退出率達(dá)到90％以上，又退回到原始的手動逐條饋出線拉路的選線方法，這充分說明了故障選線問題的復(fù)雜性和艱巨性。在配電網(wǎng)故障選線技術(shù)的窘境面前，供電企業(yè)普遍采用拉路法實屬無奈之舉。人工拉路會造成健全線路供電短時中斷，影響用戶用電設(shè)備的正常工作。因此，供電部門迫切希望能夠開發(fā)出可靠實用的配電網(wǎng)接地故障選線技術(shù)?！　”緯Y(jié)合作者多年的研究成果，結(jié)構(gòu)力求簡練，以闡釋方法原理為主線，配有大量算例，便于讀者理解掌握方法要義。全書內(nèi)容以作者創(chuàng)新性研究成果為主。吸納同行研究成果作為補(bǔ)充，以期全書完整，增強(qiáng)可讀性、可用性。　　本書在分析配電網(wǎng)單相接地故障電磁暫態(tài)特性的基礎(chǔ)上，較為全面、系統(tǒng)地介紹了多種故障選線方法，尤其是中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的故障選線方法。全書內(nèi)容分為13章，第1章介紹了配電網(wǎng)的基本概念，歸納了中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線的難點。

內(nèi)容概要

本著作在分析配電網(wǎng)單相接地故障電磁暫態(tài)特性的基礎(chǔ)上，較為全面、系統(tǒng)地介紹各種故障選線方法，尤其是中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)的故障選線方法。內(nèi)容包括基于穩(wěn)態(tài)量的選線方法、基于暫態(tài)量的選線方法、選線算法的融合以及連續(xù)選線與故障指紋識別。其中，以基于暫態(tài)量的選線方法為主，介紹了適用于配電網(wǎng)小故障角單相接地的、利用衰減直流分量的故障選線方法；利用電流分解和無功檢測的故障選線方法；纜一線混合線路的小波包分解相關(guān)分析方法；測后模擬選線方法以及基于可拓學(xué)的不同原理選線方法融合等作者的創(chuàng)新性研究成果。

作者簡介

　　束洪春，男，1 961年9月1 0日生于江蘇丹陽。博士(后)，昆明理工大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。哈爾濱工業(yè)大學(xué)兼職教授?！　≈饕芯侩娏ο到y(tǒng)故障檢測及保護(hù)與控制。十年來承擔(dān)國家自然科學(xué)基金項目3項，部省級科技攻關(guān)項目3項(含重點基金項目1項)，部省級自然科學(xué)基金項目6項。發(fā)表論文1 00余篇，EI收錄60余篇。申請國家發(fā)明專利30余項。自主技術(shù)成果7項，有應(yīng)用。發(fā)布企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項?！　≈袊姍C(jī)工程學(xué)會高級會員、云南省電機(jī)工程學(xué)會副理事長、云南省電力行業(yè)協(xié)會常務(wù)理事、云南省水力發(fā)電學(xué)會常務(wù)理事、云南省電工行業(yè)協(xié)會常務(wù)理事；專業(yè)期刊《電工技術(shù)學(xué)報》、　《電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報》、《電力系統(tǒng)保護(hù)與控制》、《電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報》、　《水動力學(xué)研究與進(jìn)展》編委?！　?001年獲“全國優(yōu)秀教師”稱號；2004年獲“云南省中青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人”稱號(二層次)；2005年獲云南省政府津貼，同年獲“云南省高等教育成果”二等獎一項(排1)；2006年獲云南省“云嶺優(yōu)秀職工”稱號；2007年獲“全國模范教師”稱號；2008年獲“全國五一勞動獎?wù)隆?、首批“云南省高校教學(xué)、科研帶頭人”稱號和“第二屆云南省高等學(xué)校教學(xué)名師”稱號。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  引言  1.2  配電網(wǎng)中性點接地方式    1.2.1  中性點不接地方式    1.2.2  中性點經(jīng)消弧線圈接地方式    1.2.3  中性點經(jīng)高值電阻接地方式    1.2.4  中性點經(jīng)小電阻接地方式    1.2.5  接地方式的選取    1.2.6  接地方式的研究現(xiàn)狀  1.3  配電網(wǎng)的內(nèi)部過電壓    1.3.1  電弧接地過電壓    1.3.2  電壓互感器鐵心飽和諧振過電壓    1.3.3  消弧線圈補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)諧振過電壓    1.3.4  斷線諧振過電壓  1.4  單相接地故障選線    1.4.1  研究現(xiàn)狀    1.4.2  單相接地故障選線的難點  參考文獻(xiàn)第2章  配電網(wǎng)單相接地故障分析  2.1  引言  2.2  消弧線圈的熄弧原理    2.2.1  減小接地故障電流    2.2.2  降低故障相恢復(fù)電壓的初速度  2.3  運(yùn)行情況下的位移度    2.3.1  電網(wǎng)的不對稱度    2.3.2  電壓諧振等效電路  2.4  接地故障穩(wěn)態(tài)分析    2.4.1  中性點不接地系統(tǒng)    2.4.2  中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)  2.5  接地故障暫態(tài)分析    2.5.1  暫態(tài)電容電流    2.5.2  暫態(tài)電感電流    2.5.3  暫態(tài)接地電流  2.6  零序暫態(tài)功率及電流的倒相    2.6.1  零序網(wǎng)絡(luò)及其等效網(wǎng)絡(luò)    2.6.2  零序暫態(tài)功率及電流的倒相過程  2.7  故障模量分析    2.7.1  三相系統(tǒng)的相模變換    2.7.2  單相接地故障時模分量等效圖  2.8  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)第3章  配電網(wǎng)接地故障電磁暫態(tài)仿真計算  3.1  引言  3.2  仿真試驗系統(tǒng)    3.2.1  仿真試驗系統(tǒng)概述    3.2.2  各元件的MATLAB建模  3.3  配電網(wǎng)單相接地故障的電磁暫態(tài)仿真  3.4  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)第4章  配電網(wǎng)鐵磁諧振過電壓  4.1  引言  4.2  單相基波鐵磁諧振產(chǎn)生機(jī)理    4.2.1  鐵磁元件的非線性特性    4.2.2  基波鐵磁諧振  4.3  電磁式電壓互感器引起的鐵磁諧振過電壓    4.3.1  工頻位移過電壓    4.3.2  諧波諧振過電壓  4.4.鐵磁諧振仿真計算    4.4.1  系統(tǒng)等效電路    4.4.2  PT及線路仿真計算    4.4.3  系統(tǒng)仿真模型的建立及仿真結(jié)果分析  4.5  鐵磁諧振抑制措施  4.6  PT高壓熔斷器熔斷原因分析  4.7  PT鐵磁諧振和高壓熔斷器熔斷現(xiàn)象的抑制  ……第5章  基于穩(wěn)態(tài)量的故障選線方法第6章  利用相關(guān)分析的選線方法第7章  利用小波分析的選線方法第8章  利用形態(tài)學(xué)的選線方法第9章  利用能量的選線方法第10章  利用暫態(tài)電流的選線方法第11章  利用無功檢測的選線方法第12章  小故障角的故障選線方法第13章  選線算法的多判據(jù)融合方法

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　1.1 引言　　我國電力系統(tǒng)中性點接地方式有兩種，即中性點直接接地方式和中性點不直接接地方式。110kV及以上電網(wǎng)采用中性點直接接地方式，在這種系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時，短路電流很大，故稱為大電流接地系統(tǒng)。6～66kv配電網(wǎng)均采用中性點不直接接地方式，在這種系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時，接地短路電流很小，故稱為小電流接地系統(tǒng)（又稱小接地電流系統(tǒng)）。小電流接地系統(tǒng)包括中性點不接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（又稱諧振接地系統(tǒng)）、中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)。　　配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障的幾率最高，可占總故障的80％左右，這時供電仍能保證線電壓的對稱性，且故障電流較小，不影響對負(fù)荷連續(xù)供電，故不必立即跳閘，規(guī)程規(guī)定可以繼續(xù)運(yùn)行1～2h。但是，隨著配電網(wǎng)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)中電纜線路的比例上升，纜一線混合線路越來越多，系統(tǒng)線路也增多，系統(tǒng)單相接地故障電容電流增大，長時間運(yùn)行容易使故障擴(kuò)大成兩點或多點接地短路，弧光接地還會引起全系統(tǒng)過電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行，所以必須及時找到故障線路并予以切除。配電網(wǎng)發(fā)生單相接地時，一般只要求繼電保護(hù)能選出發(fā)生接地的線路并及時發(fā)出信號，而不必立即跳閘，但當(dāng)單相接地對人身和設(shè)備的安全有危險時，則應(yīng)動作于跳閘。能完成這種任務(wù)的保護(hù)裝置被稱作“接地故障選線裝置”。　　……

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