【正文】 ........................................................................ 10 4 小電流系統(tǒng)選線問題 ........................................................................................................ 12 檢測(cè)信號(hào)原因分析 .................................................................................................. 12 誤判原因分析 .......................................................................................................... 12 本章小結(jié) .................................................................................................................. 13 5 結(jié)論與展望 ......................................................................................................................... 15 致 謝 ................................................................................................................................ 17 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 VI 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................ 19 聲明 1 緒論 1 1 緒論 課題研究背景與意義 電力系統(tǒng)常用的系統(tǒng)接地方式有四種：中性點(diǎn)直接接地，中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。小電流接地系統(tǒng)包括中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)（ NUS）、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（ NES，也稱為諧振接地系統(tǒng)）及中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地系統(tǒng)（ NRS） [1]。 但隨之而來的問題是，如果故障是永久性的，系統(tǒng)僅僅允許在故障情況下繼續(xù)運(yùn)行 1～ 2 個(gè)小時(shí)，非故障相對(duì)地電壓升高了 3 倍，增加了對(duì)線路絕緣性能的要求，容易發(fā)生非故障相對(duì)地閃絡(luò)，造成兩相接地短路，其危害較大，可能引發(fā)電纜爆炸、電壓互感器和母線燒毀、電廠機(jī)組停運(yùn)等事故。 而在小電流接地系統(tǒng)單相故障選線中，過小的零序電流恰恰成了一個(gè)非常不利的因素。出現(xiàn)這種情況的主要原因是小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單 相接地故障時(shí)接地電流很小，各種電磁干擾很容易把它淹沒，特別由于電流互感器三相不可能完全一致，二次側(cè)產(chǎn)生不平衡電流，很難與單相接地故障產(chǎn)生的零序電流區(qū)分開；直接使用零序電流互感器是可以解決這一問題的，對(duì)于電纜線路直接在出線安裝零序電流互感器尚可行，而對(duì)于架空線路，在每條出線上安裝電磁式零序電流互感器是不現(xiàn)實(shí)的。若能在正確選線的基礎(chǔ)上進(jìn)一步較準(zhǔn)確地給出故障位置將是更理想的。 有鑒于此，我們認(rèn)為仍然有必要對(duì)中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)單相接地故障選線問題進(jìn)行進(jìn)一步的分析研究，以期找出更有效的解決方案，這正 是本論文選題的出發(fā)點(diǎn)。所以，僅靠一種判據(jù)進(jìn)行選線是不充分的。而信息融合作為一門研究信息綜合分析處理技術(shù)的新興邊緣學(xué)科，強(qiáng)調(diào)在自動(dòng)控制領(lǐng)域中利用多源信息進(jìn)行綜合分析推理以提高控制的精度和魯棒性。這里1 緒論 3 所謂的模糊性主要是指有關(guān)事物差異的中間過度的不分明性，這種屬性也反映在小電流故障選線中。通過運(yùn)用小波法很大程度上能夠達(dá)到準(zhǔn)確選線的目的，但還是存在死區(qū)。 (4) 最后進(jìn)行了小電流系統(tǒng)選線方法問題的分析。以前的做法是使用電流繼電器，電流繼電器在零序電流超過整定值時(shí)動(dòng)作，指示故障線路，繼電器的整定值要躲過本線路可能出現(xiàn)的最大對(duì)地電容電流；現(xiàn)在使用比較多的是群體比幅法，應(yīng)用微機(jī)技術(shù)采集并比較接地母線上所有出線零序電流，將幅值最大的線路選為故障線路。一些裝置在試驗(yàn)室模擬試驗(yàn)，甚至在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工接地試驗(yàn)時(shí)選線結(jié)果很準(zhǔn)確，但實(shí)際應(yīng)用效果卻并不好，這是因?yàn)槟M試驗(yàn)時(shí)線路導(dǎo)體與地之間是金屬性接觸，與實(shí)際運(yùn)行中的絕緣擊穿現(xiàn)象并不完全相同。與幅值法相比，方向法有較高的檢測(cè)靈敏度，但仍然存在不適用于諧振接地電網(wǎng)的弱點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高靈敏度，可將各線路的 7 次等諧波分量的平方求和后進(jìn)行幅值比較，幅值最大的線路選為故障線路。非故障線路和消弧線圈的有功電流方向相同且都經(jīng)過故障點(diǎn)返回，因此，故障線路有功分量比非故障線路大且方向相反。為了提高靈敏度，有的裝置采用瞬時(shí)在消弧線圈上并聯(lián)接地電阻的做法加大故障電流中的有功分量。由于負(fù)序電源阻抗比較小，故障線路負(fù)序電流絕大部分流入了電源回路，使得非故障線路的負(fù)序電流比較小，有利于接地選線。該算法具有較好的準(zhǔn)確性和適應(yīng)性，但是對(duì)于間歇瞬時(shí)性接地故障幾乎 失效。暫態(tài)保護(hù)技術(shù)的實(shí)施關(guān)鍵是接地電容電流的暫態(tài)特征分量的提取和暫態(tài)保護(hù)判據(jù)的建立，而暫態(tài)量的成分和大小都受到系統(tǒng)的運(yùn)行方式、故障類型及故障時(shí)刻等多種因素的影響 [10]。下面將介紹幾種比較新的利用暫態(tài)信號(hào)的選線方法。由于暫態(tài)電流中有功分量所占的比例比較小，因此，暫態(tài)能量法對(duì)暫態(tài)信號(hào)的利用不充分，檢測(cè)靈敏度低。該算法通過不同頻段的相位信息采用計(jì)數(shù)累加的方式判斷故障線路，理論上很完美，但抗干擾能力不強(qiáng)是此類方法的本質(zhì)不足，特別是對(duì)于瞬時(shí)性接地故障尤其容易引起誤判。 3 多判據(jù)信息融合選線方法 9 3 多判據(jù)信息融合選線方法 引言 各種選線原理針對(duì)的故障特征量各不相同，因此在實(shí)際選線中可能會(huì)由于某些故障特征量的信號(hào)微弱或差異不顯著而造成某些選線原理不能得出正確結(jié)果。 （ 1）零序無功功率法：由以上分析可知，該選線原理對(duì)于 NUS 選線準(zhǔn)確率較高，因此選擇作為第一種選線原理； （ 2）零序電流基波比幅法：由于零序無功功率法只是抽取了各條線路零序電流中的無功部分進(jìn)行比較，在某些情況下可能會(huì)受到相位測(cè)量的影響。因此選擇零序電流比相法作為第三種選線原理，與前兩種方法配合 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)零序電流幅值和相位信息的充分利用。第一個(gè)階段是孤立選線方式階段，典型方法是零序電流過流保護(hù)和零序無功方向保護(hù)。 第二個(gè)階段是群體選線方式階段，典型方法是群體比幅比相法。 從信息融合的觀點(diǎn)看，群體選線方式可以理解為具備了低級(jí)的融合含義。從這個(gè)意義上說，群體選線方式具有優(yōu)良的性質(zhì)。 模糊選線 模糊選線是運(yùn)用模糊理論實(shí) 現(xiàn)多判據(jù)選線信息融合，根據(jù)判據(jù)規(guī)則建立各選線方法的故障測(cè)度隸屬函數(shù) (表征一條線路表現(xiàn)出故障特征程度的數(shù)值屬性描述 )和各選線方法的權(quán)系數(shù)隸屬函數(shù) (表征一種方法的可信度 )。3 多判據(jù)信息融合選線方法 11 最后對(duì)各個(gè)判據(jù)的數(shù)值屬性進(jìn)行融合，得出一個(gè)綜合選線結(jié)果。 (3)隨機(jī)因素影響的不確定我國(guó)配電網(wǎng)一般都是小電 流系統(tǒng)，其運(yùn)行方式改變頻繁，造成變電站出線的長(zhǎng)度和數(shù)量頻繁改變，其電容電流和諧波電流也頻繁改變；此外，母線電壓水平的高低，負(fù)荷電流的大小總在不斷地變化；故障點(diǎn)的接地電阻不確定等等。工程上所采用的零序電流互感器精度太低。 (1)零序電流互感器誤差分析零序電流互感器的工作條件屬于套管型 (或稱母線型 )電流互感器，這種電流互感器原方無繞組，而是將被測(cè)回路的導(dǎo)體 (引線套管或匯流排 )或電纜穿過它的內(nèi)孔，作為原方繞組，因而僅有 l匝。如該系統(tǒng)接地故障電流大于 10A 時(shí)，規(guī)程規(guī)定要裝設(shè)消弧線圈進(jìn)行補(bǔ)償，帶有消弧線圈補(bǔ)償時(shí)接地故障電流更小，在這樣小的原方電流下常規(guī)零序電流互感器的變比和相角誤差均很大，所以一般各互感器生產(chǎn)廠家對(duì)零序電流