中性点不接地系统小电流接地故障暂态等值电路的建立
0引言
配电网中性点采用小电流接地方式及其衍生技术:故障保护(选线、测距和定位)、接地补偿、过电压防护等,是传统电力系统为数不多的影响重大而又未有效解决的问题之一,是近年国内外研究的难点和热点,也是智能配电网的关键技术。
目前小电流接地保护的发展方向:一是通过系统中性点投入中电阻[1]等措施,在系统中附加电流的主动式方法;二是利用故障产生电压电流暂态分量的被动式方法[2-12]。由于暂态技术所用信号幅值大,不受消弧线圈和不稳定电弧影响,不需要一次设备动作配合或投入一次设备,兼顾了可靠、安全、快速、低成本等性能,具有更为明显的优势。近年来,暂态选线技术已在现场获得成功应用,利用配网自动化系统的暂态定位技术也已在现场取得实际效果,实现了暂态保护技术的重要突破。
现有的接地补偿(即消弧线圈补偿)技术仅补偿工频电容电流,故障点残余电流仍然较大[13]。为了更好地促进接地电弧自熄灭以及防止熄弧后电弧重燃,可以采取电力电子技术实现对故障电流的全电气分量(包括工频无功、工频有功以及暂态、谐波等)补偿[14-15]。该技术在现场已有一定应用。间歇性弧光接地会引起严重暂态过电压,危害线路和设备绝缘。可根据过电压水平并结合绝缘状况,自适应决定何时切除故障,防止过电压危害。上述技术均与小电流接地故障暂态过程密切相关。全面、准确把握故障暂态特征,不仅为故障保护、过电压防护、接地补偿以至配电网中性点接地方式选择等技术的发展提供理论依据,对于智能配电网相关技术的研究也是一项基础工作。
相比于具体的保护等技术,现阶段对暂态特征的研究[13,16-17]就显得明显不足。近年对暂态特性的研究主要是利用数字仿真技术发现一些特征并应用新型数学分析工具(如小波变换、数学形态学、粗集等)来提取[5-8],在暂态的产生机理和构成、暂态等值电路等方面的进展均不大。