小电流接地选线准确性影响因素分析

小电流接地选线准确性影响因素分析

国网晋中市榆次区供电公司,山西晋中榆次030600

摘要:电流接地系统是确保配电网运转可靠性的重要因素,因此国家中低压配电网中大多采用此系统,但是此系统经常发生单相接地故障,并且长时间运行比较容易发展成多相短路,从而造成整个电网电路的短路,不利于系统有效的安全运行,所以应该尽快找出故障线路并将其切除。

关键词:小电流接地;选线准确性;影响因素

1对小电流接地选线准确性造成影响的原因探究

1.1具有复杂性的单相接地故障

电网单相接地的故障类型众多,相当繁复。在小电流接地选线系统中,稳定性接地故障与非稳定性接地故障是最主要的2种类型,单纯的选线方法难以保证其准确性。虽然单相接地故障较为复杂且多种多样,但是其主要由零序暂态和工频稳态这2种分量构成。其中零序暂态分量的信号不仅取决于配电网相关因素,还取决于故障发生的时刻,而工频稳态分量取决于电网零序阻抗、故障点过度电阻、各线路零序阻抗和电网额定电压。所以在完善小电流的装置时应基于稳态和暂态进行选线分析。

1.2信号存储容量较小

发现接地选线装置存储容量较小,其内存容量仅有50MB,硬盘容量仅有500MB,存储容量极其有限,最大只能支持记录故障消失前后录波数据40个周波,导致接地选线装置只能采集整个故障过程中部分时段的信息,而不能获取故障前与故障后的全部波形信号。影响程度分析:单相接地故障发生时,故障前后的全部波形信号均为判断小电流接地的重要因素,一般情况下发生单相接地故障波形记录过程中记录400~450个周波时,可以得出较为明显的故障波形。因此,“信号存储容量较小”为要因。

1.3受到零序电流互感器影响

在小信号和大信号呈现出非线性特性,进而造成误差的时候,就要注意是否是零序电流受到了互感器的影响。在实际情况中,选线通常不利用暂态信号,因为零序电流的互感器对暂态信号反应能力还需要验证。而5次谐波信号和基波信号经常被作为实际选线的原理,这种情况就导致了选线的单一性。

1.4受到中性点接地方式影响

在发生稳态单相接地故障的时候,小电流接地选线系统发生故障线路的零序基波电流大小与系统中性点的接地方式有关。在中性点经消弧线圈接地时会使故障线路零序电流变小,方向发生变化。这是因为消弧线圈电感电流具有补偿作用,所以非故障线路和故障线路的差别减小也是影响小电流接地选线准确性的因素之一。

1.5各种干扰对零序电流测量的影响

一是电磁干扰。变电站处于一个电磁干扰场,电磁的突变对小信号有较大的干扰。二是系统负荷不平衡造成的零序电流和谐波电流较大。负荷不平衡一是表现为负荷本身不平衡,在回路电流测量中产生零序电流干扰了接地时的电容电流;负荷不平衡另一表现为线路三相参数不一致引起的各相电流的差异,特别是在同一配出开路中两组以上的单芯电缆配电,电缆长短不一、摆放排列等问题会造成每相电缆阻抗相差较大,运行电流也相差较大。

2解决措施

2.1合理选择新型小电流接地选线系统

在小电流接地选线系统的应用过程中,其虽然带来了很多的积极作用,可是在现阶段的工作上也表现出了很多的问题。比较建议采取的方法,是选择新型的小电流接地选线系统来替换原有的老旧系统,这样可以更好的与变电站融合在一起,针对工作的处理也比较流畅。例如,某公司在码头变电站当中,针对电流接地选线装置做出更换处理,具体表现为KLH--IV小电流接地选线装置。该装置的特点在于,其架构表现为工控机为主要架构,在操作系统上利用Win-dows系统来完成,能够在人机对话方面达到良好的效果。除此之外,新的电流接地选线装置,可以针对系统的故障信号做出充分的采集,不会出现疏漏的现象。在开展选线工作中,会利用多种选线方法,达到综合选线的目的。对KLH--IV小电流接地选线装置进行研究后,发现该装置针对不同的选线方法,做出了有效的界定范围,不同的故障会落实在相应的界定范围当中,由此来确保选线方法、故障处理,都能够得到专业化的处理结果。除此之外,KLH--IV小电流接地选线装置自身还增加了连续判断技术,该项技术的优势,在于能够对接地回路的判断,不会完全依赖一次判断的结果,而是会在综合考虑全过程的情况下,做出一个准确的判定。

2.2多判据融合选线技术

随着配电网的快速发展,电缆化率不断升高,网架结构不断复杂,通过大量的实际应用效果表明,若只采用单一的小电流接地选线判据的话,对于选线准确率和灵敏性都不能全面的满足,同时在选线时没有全面有效利用故障信息,因此越来越多的选线技术研究及现场应用倾向于采用多判据融合的选线方法来满足电网生产全过程的应用需求。多判据融合就是通过加权系统法、人工智能方法等将两种或两种以上的接地选线判据进行整合,再对故障线概率进行排序,形成综合判据,进行选线与决策。

2.3小波分析法

小波分析理论可以在一定的频带内将暂态信号分解,尤其是对奇异信号和变化不明显的信号应用较好,信号突变部分和信号的奇异点处包含有能清晰反映原始信号中重要信息的成分。而在小电流系统发生接地故障时,暂态信号的奇异处隐藏有较多有价值的故障信息,能清晰地反映故障的暂态特征,所以可以利用小波分析法来分析和提取故障信息。故障发生时电流会突然改变,小波分析法就是利用这一特点来进行选线,首先利用小波奇异性检测的方法对各条线路的暂态零序电流使用小波变换,然后对各条线路的零序电流经过小波变换后的模极大值的峰值和相位进行分析和对比,模极大值最大且相位与其他线路相反的线路即为故障线路。对信号进行小波变换时,也涉及到一些细节选择:小波基函数的选取对小波变换的结果非常关键,要选择紧支集正交性的小波;对故障信号进行小波分解后,选择小波变换细节部分中绝对值幅值最大的点所在的尺度作为分解尺度;信号的采样频率也有相应的要求,应该大于等于信号中最高频率的2倍;还要进行细节分量的重构以及边界的处理。

2.4小电流接地选线装置检测技术标准

从上世纪80年代小电流接地选线装置的研发成功,投入运行后因为设备选线成功率不高、选线方法单一、设备运维检修不当、零序CT精度不够等缺点导致其纷纷退出市场。存在问题的根本原因主要在于小电流选线装置缺乏统一的运行管理和检测技术标准规范,因此小电流接地选线的检测标准统一规范是十分重要的。目前,国家电网与南方电网针对采购的小电流接地选线装置相继提出相应的检测技术标准,选线装置需要通过检测测试才能入网运行。接地选线装置入网前必须经过统一全面的入网检测,测试方式可包含动态模拟测试、静态模拟性能检验、电磁兼容性检验及通信项目检测这4个方面,应用相关规范性引用文件。一方面确保了小电流接地选线装置的产品质量满足入网要求,另一方面能够逐步提高选线成功率,能够保证接地选线装置准确快速地切除故障,减轻运行人员的工作压力。

结语

在小电流接地选线时如果选线原理保护裕度过小、接地选线原理过于单一都会对小电流接地选线的准确性造成影响。如果想要小电流接地选线的准确性得到提高,就要从小电流接地选线的原理和保护裕度2个方面入手。同时在实际操作的过程中,也要从利用信息融合技术综合多类型选线,以便选出故障线路。

参考文献

[1]李静.利用暂态信息的小电流接地故障选线方法研究[D].山东大学,2014.

[2]赵建文,李科,随晓娜,等.多级数据模糊融合选线新方法[J].电力系统及其自动化学报,2016,28(2):56-60.

[3]张国军,韩静静,任荣,等.多判据融合小电流单相接地故障选线方法研究与实验[J].电工电能新技术,2015,34(4):56-61.

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