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研究背景
目前市场上的小电流接地选线装置大多利用系统母线零序电压及各支路零序电流信号进行选线,技术成熟、市场应用较广。然而部分变电站或开闭站内由于不具备安装零序电流互感器的条件,无法获取零序电流信号,给现有选线产品应用带来一定的困难。
为了解决以上问题,我公司成功开发出了一种基于相电流的分布式故障定位装置,该装置无需测量零序电压和零序电流即可进行单相接地故障选线,同时对通信的依赖程度不高,既可以将故障数据上传到主站进行集中故障定位,也可以在本地判别后进行故障指示,实现就地故障选线定位及快速隔离。
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技术特点
1)
信号采集极简设计,只检测三相电流,无需零序电压及零序电流;
2)
选线准确率高,算法利用方差增强故障路径与非故障路径的差异,避免系统谐波的影响,抗干扰性强,从而提升选线的准确性。
3)
算法自适应性强,可识别金属、低阻、高阻、弧光等接地故障。
4)
适用于3-66kV电压等级,中性点不接地、经消弧线圈接地、经小电阻接地等配电系统,可广泛应用于发电厂、变电站、开闭所、环网柜等场所。
5)
无需通信网络,即可就地判断故障线路或故障点位于检测点上游或者下游。
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技术原理
在配电网线路上安装分布式故障定位装置测量三相电流,通过如下两个模型分析故障点位于该检测点的上游或者下游:
(1) 故障路径上的故障相电流突变方向与非故障相电流突变方向相反,非故障路径上的三相电流突变方向相同。因此装置能够通过对比三相电流的突变方向判断是否在故障路径上,即判断故障点位于装置的上游或者下游,该判据适用于经低阻接地或者经电弧接地。
(2) 故障路径上的故障相电流相量变化幅值远大于非故障相电流相量变化幅值,非故障路径上的三相电流相量变化基本相同。因此装置能够对比故障前后三相电流的相量变化判断是否在故障路径上,即判断故障点位于装置的上游或者下游,该判据适用于经高阻接地。
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功能
4.1 选线功能
装置具备接地选线功能,当系统发生单相接地时,能准确选出故障支路,接地消失后自动复归。
4.2 短路识别
装置具备短路识别功能,当检测点下游发生短路故障时,能准确判断短路路径,短路消失、系统上电后自动复归。
4.3 定位功能
装置具备接地定位功能,当系统发生故障时,无需局域通讯,即可就地判断故障点位于检测点上游或者下游。
4.4 跳闸功能
装置具备接地保护跳闸功能,跳闸功能通过接入保护跳闸回路实现。装置的跳闸功能投退和跳闸延时可整定。
4.5 后加速跳闸功能
装置具备后加速跳闸功能,当跳闸成功而重合于永久性故障时(若线路重合闸投入),装置可加速跳闸切除该故障线路,该功能可投退。
4.6 判相功能
装置具有接地相判别功能,可准确判断出接地故障相。
4.7 故障录波功能
装置具有故障录波功能,当系统发生单相接地故障时,录取故障发生前40ms和故障发生后120ms的数据,首次选线跳闸时刻前40ms和首次选线跳闸时刻后120ms的数据,录波分辨率为每周波120点;录波文件的记录格式采用GB/T 22386定义的格式(以下简称COMTRADE99),支持通过以太网口和调试接口等方式提取录波文件。
4.8 通讯功能
采用IEC60870-5-101规约(配合通讯管理机可支持多种规约)通讯。
4.9 对时功能
装置具备对时功能(包含B码对时和网络对时),误差不大于1毫秒。如全部对时信号消失则采用选线装置自身时钟,24小时误差不大于±5秒。
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