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小电流接地保护跳闸给故障检测与保护带来的机遇与挑战

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小电流接地保护跳闸给故障检测与保护带来的机遇与挑战

刘萃萃1,薛永端1*,王超2,徐丙垠2,3

1.中国石油大学(华东)新能源学院;2.山东科汇电力自动化股份有限公司3.山东理工大学智能电网研究院

原文发表在《全球能源互联网》2022年第3期“新型配电系统智能感知、分析与优化运行”专题上,欢迎点击品读。本文受国家自然科学基金资助目(52077221)资助。

文章导读

中国6kV~35kV中压配电网多采用中性点不接地、中性点经消弧线圈接地(谐振接地)的小电流接地方式。小电流接地系统单相接地故障由“带故障运行”到“快速就近隔离”处理原则的转变,一方面,使小电流接地故障保护问题受到足够的重视,为配电网更加安全可靠地运行提供有力保障;另一方面,也对接地故障检测与保护技术的可靠性提出了更高要求。

研究成果

1

阐明了当前小电流接地系统单相接地故障处理原则改带故障运行为快速就近隔离的必要性。

2

深入分析了现有故障检测算法在不同故障工况下的处理能力以及现场保护装置配置跳闸功能可能面临的问题,为小电流接地故障保护算法进一步的改进和完善奠定方向基础。

主要内容

接地故障保护跳闸安全可靠运行的首要前提是故障检测的高灵敏性和高可靠性以及各级保护的协同配合。当前小电流接地系统单相故障检测算法多依据常规情况——系统某一处发生一般接地故障时所表现出的电气量特征进行设计,算法适用范围有限。针对系统内不同出线相继发生单相接地故障、同杆并架线路段发生单相接地故障、高阻接地故障、间歇性接地故障的处理能力以及对保护跳闸的适应性进行具体分析。以间歇性接地故障的保护为例,如图所示,由于间歇性接地故障持续时间不一并且计算困难,给系统上下级保护配合的设计带来较大困难,难以通过保护跳闸的配置实现间歇性接地故障的快速就近隔离。

⬆  典型的间歇性接地故障录波图

国网福建某地市公司下辖的15个变电站安装的暂态保护装置以及国网山东省某地市供电公司针对辖区内小电流接地保护装置实际运行情况表明,当前小电流接地保护装置的选线准确率已实现较高水平,除通信错误、接线错误、装置自身问题等系统原因造成选线错误以外,高阻接地、相继接地、间歇性接地故障的有效处理仍是一个难题。就故障保护跳闸功能的投入来讲,小电流接地故障检测与保护仍面临较大挑战。

本文引文信息

刘萃萃,薛永端,王超,等. 小电流接地保护跳闸给故障检测与保护带来的机遇与挑战[J].全球能源互联网,2022,5(3):213-220.

LIU Cuicui, XUE Yongduan, WANG Chao, et al. The Opportunities and Challenges Brought by Tripping of Small Current Grounding Fault Protection to Fault Detection and Protection [J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2022, 5(3): 213-220(in Chinese).

作者简介

刘萃萃

硕士研究生

研究方向为配电网故障检测与保护

E-mail:

15621026398@163.com

图片

薛永端

博士

研究方向为配电网接地保护与电气安全防护术

E-mail:

xueyd70@126.com

编辑:张鹏

审核:周舟

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