小電流接地故障監(jiān)測技術PPT教案

1、小電流接地故障監(jiān)測技術小電流接地故障監(jiān)測技術第1頁/共78頁第2頁/共78頁第3頁/共78頁IL諧振（消弧線圈）接地系統(tǒng)第4頁/共78頁第5頁/共78頁第6頁/共78頁第7頁/共78頁第8頁/共78頁第9頁/共78頁l統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：電纜網(wǎng)絡也存在大量的瞬時性故障第10頁/共78頁第11頁/共78頁第12頁/共78頁第13頁/共78頁第14頁/共78頁第15頁/共78頁第16頁/共78頁2.1穩(wěn)態(tài)分析穩(wěn)態(tài)分析A相接地后,接地相電壓為零,非故障相電壓升高1.73倍,零序電壓與故障前故障點電壓大小相等，極性相反。接地點電流是正常運行時三相對地電容電流的算術和。EAECEBUB0UC0U0ABCoIc

2、IfIc第17頁/共78頁中性點不接地電中性點不接地電網(wǎng)網(wǎng)零序等效網(wǎng)絡零序等效網(wǎng)絡第18頁/共78頁 中性點不接地電網(wǎng)零序電流、電壓關系中性點不接地電網(wǎng)零序電流、電壓關系u故障線路零序電流是所有非故障元件（線路）電容電流之和，方向是由故障點流向母線。u非故障相零序電流等于線路本身電容電流，方向由母線流向故障。u故障線路電流大于非故障線路，二者反極性。IhIf第19頁/共78頁諧振接地電網(wǎng)諧振接地電網(wǎng)零序網(wǎng)絡零序網(wǎng)絡第20頁/共78頁 消弧線圈接地電網(wǎng)零序電流、電壓關系消弧線圈接地電網(wǎng)零序電流、電壓關系IhIfLu過補償狀態(tài)下，故障線路電流方向與非故障線路一致，由母線流向故障點，幅值往往也小于非

3、故障線路。u故障線路電氣量失去“唯一性”特征，這是諧振接地系統(tǒng)小電流接地故障選線難的根本原因。第21頁/共78頁 2.22.2暫態(tài)分析暫態(tài)分析 暫態(tài)過程：u故障相電壓突然降低引起的放電電流，不經(jīng)過電源流向故障點，頻率在數(shù)千赫茲，衰減快；u故障相電壓突然升高，引起的電容充電電流，經(jīng)過電源形成回路，頻率數(shù)百赫茲，衰減慢。ABCIf放電充電第22頁/共78頁u分析暫態(tài)過程需要使用變換矩陣是實數(shù)的模變換法u實際工程中，一般使用卡倫包爾（Karenbauer）變換。u模量1、2是兩相導體（A、B相與A、C相）之間流動，參數(shù)與正序網(wǎng)絡一致。u模量0在三相導體與大地之間流動，參數(shù)與零序網(wǎng)絡一致。 接地電流計

4、算復合模網(wǎng)第23頁/共78頁接地電流計算（零序）簡化等效電路L等于2倍的線模（正序）電感，R是3倍的過渡電阻加上線模（正序）電阻。e(t)是虛擬電壓源，與故障前故障點電壓大小相等，方向相反。第24頁/共78頁接地電阻較小時等效電路。充電過程短暫，可以忽略消弧線圈影響。)sinsin(00ttecUitmf故障發(fā)生在電壓最大值時電流：LR2001LC-衰減系數(shù)-回路自由振蕩頻率第25頁/共78頁u暫態(tài)電流遠大于穩(wěn)態(tài)電容電流。暫態(tài)最大電流與穩(wěn)態(tài)電容電流之比，可達到幾倍到十幾倍。u暫態(tài)最大電流值與故障時電壓相角有關。一般故障都發(fā)生在電壓最大值附近。u暫態(tài)電流值不受消弧線圈的影響。暫態(tài)接地電流特點暫態(tài)

5、接地電流特點u0 i0 第26頁/共78頁接地電阻較大時等效電路。充電過程長，可達數(shù)十個ms，可以忽略串聯(lián)電感的影響。接地電阻比較大時，零序電壓緩慢上升。第27頁/共78頁小，也存在接地電弧不穩(wěn)定現(xiàn)象，故障電流有效值及過渡電阻在一個周波內(nèi)變化較大。第28頁/共78頁間歇性瞬時性接地故障錄波圖間歇性瞬時性接地故障錄波圖第29頁/共78頁第30頁/共78頁第31頁/共78頁第32頁/共78頁第33頁/共78頁瞬時改變消弧線圈調(diào)諧度的殘余電流增量法，與投入中電阻法類似。第34頁/共78頁第35頁/共78頁第36頁/共78頁第37頁/共78頁u0 i0 暫態(tài)電流遠大于穩(wěn)態(tài)電容電流， 且不受消弧線圈的影

6、響。第38頁/共78頁實際故障零序電流波形故障線路零序電流第39頁/共78頁第40頁/共78頁受當時技術條件限制，處理方法簡單。u0i0第41頁/共78頁第42頁/共78頁第43頁/共78頁等效電路中用等效電路中用集中電容代表集中電容代表線路是有條件線路是有條件的！的??？第44頁/共78頁第45頁/共78頁一般選L為150赫茲即可滿足要求。IhIfL第46頁/共78頁u首先確定被利用信號頻帶范圍（SFB），中性點不接地系統(tǒng)為0-h ；消弧線圈接地系統(tǒng)為 L h。u對暫態(tài)零序電壓電流信號濾波處理，獲得SFB分量 u對SFB頻率分量來說，故障線路幅值大于任何一條健全線路；故障線路中零序電流或容性無

7、功功率從線路流向母線，而健全線路中從母線流向線路。第47頁/共78頁比較同一母線所有出線暫態(tài)零序電流的幅值（均方根值），幅值最大者被選定為故障線路。缺點：不能確定母線接地暫態(tài)電流幅值比較法暫態(tài)電流幅值比較法IhIfLIh第48頁/共78頁母線接地故障。IhIfLIh第49頁/共78頁第50頁/共78頁第51頁/共78頁u0i0首半波法-初始極性相反新方法-極性永遠相反u0i0第52頁/共78頁第53頁/共78頁不需要比較各條出線電氣量，僅根據(jù)本線路電氣量即可確定是否故障線路。第54頁/共78頁4.3 XJ-100小電流接地故障監(jiān)測系統(tǒng)小電流接地故障監(jiān)測系統(tǒng) 選線裝置采集故障信息、選擇故障線路、

8、上報選線結果。 分析機主要用于存儲、統(tǒng)計、分析數(shù)據(jù) 第55頁/共78頁直流電源單元CPUMenu+EEPROMXJ-100 小電流接地故障選線裝置控制單元中央處理單元信號采集單元DAURUNI/OGPSPOWER5V+12V-12V24V科匯電氣KeHui ElectricDAURUNDAURUNDAURUNDAURUN數(shù)據(jù)采集、選線裝置第56頁/共78頁利用瞬時故障對線路絕緣狀況提出預報第57頁/共78頁第58頁/共78頁第59頁/共78頁 10 20 30 40 50 60 -4 -2 0 2 4 x 10 4 3U0/V 10 20 30 40 50 60 0 200 400 3I0/A

9、 故障線 健全線 t/mS t/mS 接地故障產(chǎn)生的零序電壓、電流信號第60頁/共78頁 14 16 18 -10 -5 0 x 10 9 q(t) 14 16 18 -6 -4 -2 0 2 x 10 6 Eq(t) 故障線 健全線 t/mS 故障線 健全線 t/mS 暫態(tài)容性無功功率計算結果第61頁/共78頁 10 20 30 40 50 60 -4 -2 0 2 4 x 10 4 3U0/V 10 20 30 40 50 60 -500 0 500 3I0/A 故障線 健全線 t/mS t/mS 間歇性接地故障產(chǎn)生的零序電壓、電流信號第62頁/共78頁 15 20 25 30 -4 -2 0 2 x 10 10 q(t) 15 20 25 30 -6 -4 -2 0 2 x 10 7 Eq(t) 故障線 健全線 t/mS 故障線 健全線 t/mS 暫態(tài)容性無功功率計算結果第63頁/共78頁第64頁/共78頁第65頁/共78頁第66頁/共78頁第67頁/共78頁第68頁/共78頁第69頁/共78頁一次瞬時性接地故障的電壓錄波圖第70頁/共78頁第71