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西安理工大学研究者提出一种灵活接地系统高阻故障选线的新方法

高阻故障是一种常见的配电网故障形式,约占中压配电网故障的5%~20%,故障特征弱。对于阻抗非常高的一些接地材料,电流幅值

高阻故障是一种常见的配电网故障形式,约占中压配电网故障的5%~20%,故障特征弱。对于阻抗非常高的一些接地材料,电流幅值仅有数安培,传统保护无法保证可靠性。如果不能及时检测出故障馈线,可能会导致大规模停电或森林火灾,且存在人身触电的风险。

但是,灵活接地配电系统在发生高阻故障时,无法实现准确选线。现有高阻故障选线方法复杂繁琐,准确性和适应性差,尤其在极端工况下很难保证可靠性。

针对现有方法存在的问题,西安理工大学的王晓卫、刘伟博等,通过分析灵活接地系统故障特征,得出中性点小电阻投入后故障馈线与健全馈线在零序电流幅值上存在差异,同时,小电阻投入后母线零序电压发生明显降低。由此,他们提出了一种基于中性点小电阻投入前后不同时段下计算内积投影的高阻故障选线方法。大量仿真实验表明,在非同步采样、数据缺失与电弧等故障工况下,该方法具有良好的稳定性。

图1 灵活接地配电系统示意图

研究者表示,灵活接地系统在小电阻投入前为谐振接地系统,投入后可等效为小电阻接地系统,并且小电阻投入后故障馈线零序电流稳态分量幅值显著大于健全馈线。同时,小电阻投入后母线零序电压会发生降低现象。因此,小电阻投入前的母线零序电压更适合作为被投影量。

图2 故障选线流程

该方法将小电阻投入后各馈线零序电流对小电阻投入前母线零序电压与中性点电流的内积投影相结合,构造了两种故障馈线判据,充分利用不同时段下的故障特征,提高了高阻故障选线的准确性。

他们指出,与基于相位的选线判据相比,本方法适应复杂工况能力更强,且判据的计算时间最短;除此之外,本方法在电流互感器反接时,依然可以准确判定出故障馈线。

本工作成果发表在2024年第1期《电工技术学报》,论文标题为“基于不同时段内积投影的灵活接地系统高阻故障选线方法”。本课题得到国家自然科学基金项目和国网江西省电力有限公司科技项目的支持。