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      (三)Feeder配網小電流接地選線裝置

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      Feeder配網小電流接地選線裝置

      更新時間:2021-04-07 點擊數:1225

      1. 當前技術現狀

      目前,世界上各國電網的輸電線變壓器中性點接地方式,分為直接接地系統和非直接接地系統,在我國,110kV以上的高壓輸電線路變壓器的中性點直接接地,110kV以下為低壓線路,三相變壓器中性點采用消弧線圈或高阻接地裝置接地,稱之為小電流接地系統,稱之為配網。配網靠近最終用戶,易發生事故。根據國家電網的技術統計,單相接地故障約占配網故障的80%。發生單相接地時,允許帶故障運行2小時,若2小時后仍不能排除故障,必須全站停電,不僅影響電網的經濟效益,也嚴重影響相關用戶的效益和安全。但由于配網單相接地故障電流小,目前的單相接地故障檢測裝置的檢測準確率不高(低于70%),接地電流如小于10安培,無一家檢出。這與當前裝置的檢測原理有關。

      目前市場上的單相接地故障檢測方法主要有穩態分量法、諧波分量法、暫態法、小波法等,以上方法所分析和檢測的參量主要是線路電流和零序電流。與以上方法所不同的是,Feeder采用的是基于“軟地”理論。

      所謂“軟地”是指,變電站接地網體是一個對地電阻和對地電容的并聯環節,這個對地電阻比現在所測量的接地電阻大得多(一般大兩個數量級),配電網發生單相接地時,之所以接地電流較小,就是因為這個對地電阻的限流作用限制了回路電流,以10kV線路為例,如變電站接地網的對地電阻為150歐姆,故障點的對地電阻也按150歐姆計算,則最大短路電流為33安培,完美地解釋了配網的單相接地電流何以為“小電流”,與當前的經驗數據完全吻合?!败浀亍崩碚搹浹a了當前接地理論的一個空白。

      Feeder“軟地”理論為基礎,采用了中性點電流和相電流同步檢測及相關判斷法。當發生單相接地故障時,故障相電流經故障點和變電站接地網構成了一個額外的電流回路,中性點突增電流與故障點的對地電流大小相等,同步發生,Feeder以此作為故障選線判據。

      采用Feeder檢測裝置,可取消當前所采用的消弧線圈、高阻接地裝置、小電阻接地裝置等傳統措施,減化了配網接地的復雜性,且安全性更高,有望徹底解決配網單相接地這一難題,對電網企業和社會都具有重要意義。

      2. Feeder的與眾不同的檢測原理

      本裝置采用了如下獨特檢測原理和方法:

      1)基于“軟地”理論

      根據“軟地”理論,配網變壓器三相繞組中性點宜接獨立接地網,如采用獨立的標準化接地網,其對地電阻是可控的,范圍可控制在150~500Ω。增大對地電阻有利于減小對地電流,增大接地安全性。裝置如仍采用現有的變電站接地網,也是可以的,但其對地電阻不標準、不可控,影響裝置靈敏度。

      2)對地電流測量

      由精密電流傳感器測量中性點的“小電流”。

      3)中性點對地電流與相電流同步突變檢測

      中性點對地電流突變是因為發生了單相接地故障,其幅度與故障點的對地電流相等,因此可作為單相接地判據。檢測原理如下圖所示:

      1—配網變壓器

      Y—變壓器低壓側星型接法中性點  

      X—接地故障點

      Rx—故障接地體的內阻

      G—大地(零電位)

      R、C—中性點接地網對地電阻和對地電容

      R1、C1—故障點接地體的對地電阻和對地電容

      Ia、Ic、I0—A相、C相、中性點電流互感器電流

      3. Feeder的系統結構

      Feeder系統包括三部分,從上到下分別為,監控主機(PC + 智能手機)1套,控制器1個,智能電流檢測模塊N個,中性點電流互感器1個。其中,監控主機提供人機界面和管理,手機APP通過GPRS公共網絡可實時掌握設備運行狀態??刂破魇且慌_嵌入式工控機,實現數據接口、和更高智能的邏輯組態運行檢測。

      1)三路智能電流檢測模塊      

      ·工作電源:24VDC

      ·電流輸入:A相電流,C相電流,中性點電流

      ·開關量輸出:A相電流報警,C相電流報警,中性點電流報警

      ·通信:RS485

      2)中性點地電流互感器

      ·電流輸入:中性點電流

      ·電流輸出:0~5A

      3)控制器

      ·工作電源:+5VDC,2路

      ·網口:10/100Mbps,2路

      ·RS485接口:4個

      2)監控主機

      PC/Windows平臺,實現計算機實時監控,歷史數據記錄等功能。

      3)智能手機APP

      智能手機,Android系統。實現接地狀態和報警功能。

      3. Feeder的優點

      1)檢測方法簡單、準確(只判斷三個電流Ia、Ic、I0

      2)可取消消弧線圈、高阻接地裝置等傳統措施,進一步減化了系統配置(Finder的獨立接地網本身就是高阻接地裝置)。

      3)電網安全性進一步提升(避免了弧光、過電壓等)。

      4) 安裝施工方便,3路電流接入方便,模塊可在現有設備柜內垂直安裝,節約空間。

       

             


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