MPP接地故障保護(hù)實(shí)施方案

1、MPP接地故障保護(hù)實(shí)施方案作者:日期:MPP-AS在線路上的接地保護(hù)方案1方案的提出北京局的配電網(wǎng)中，主變中性點(diǎn)一般采取經(jīng)小電阻（NRS）或經(jīng)消弧線圈（NES）的接地方式。中性點(diǎn)以這類方式接地的電網(wǎng)，在發(fā)生單相接地故障時短路電流只能通過對地電容或阻抗形成小電流 回路，被稱為小電流接地系統(tǒng)。由于配電網(wǎng)主要是以架空線為主的輻射網(wǎng)，所以單相接地瞬時故障 占配電網(wǎng)故障的絕大多數(shù)。在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障后，故障相對地電壓降 到極小，非故障相對地電壓則將接近線電壓，其對地電容電流也將相應(yīng)增大。這極易導(dǎo)致線路非故 障相絕緣薄弱處發(fā)生對地?fù)舸?，造成兩相接地短路。尤其是對于三環(huán)以內(nèi)配網(wǎng)中越來

2、越多的地下敷 設(shè)電纜，雖然單相接地故障概率較低，但在這種情況下，則會發(fā)展為永久性相間故障。所以必須盡 快撿出單相接地故障線路并斷開，將危害減到最低。目前，在系統(tǒng)運(yùn)行的產(chǎn)品，用于用戶終端的開關(guān)具有接地保護(hù)功能，線路分段開關(guān)不具備保護(hù)功能，在配電線路上，目前能夠?qū)蜗嘟拥毓收线M(jìn)行分段保護(hù)的開關(guān)裝置幾乎處在空白階段。線路出現(xiàn)故障后由出線開關(guān)動作，且出線開關(guān)也不具備接地保護(hù)功能，線路出現(xiàn)接地故障時，由變 電站接地選線裝置進(jìn)行判斷。由于變電站接地選線裝置選線準(zhǔn)確率低，存在事故率高、造成查找接 地故障時間長、事故查找困難、安全可靠性差的問題，嚴(yán)重影響供電可靠性。由于對接地故障準(zhǔn) 確判斷并實(shí)施繼電保護(hù)的設(shè)備

3、的缺失，很長時間以來沒有得到很好的解決，在很大程度上也 制約了配網(wǎng)自動化技術(shù)的使用和開展。雖然在線路上有些地方在使用接地故障指示器，以方 便進(jìn)行接地故障點(diǎn)的查找，但由于線路上可以獲得的信號源更有限，使得這種產(chǎn)品的誤判率 更高，達(dá)不到縮短故障查找區(qū)段、快速找出故障的目的。究其原因：（1）利用穩(wěn)態(tài)分量Io, V）I 0原理的判據(jù)存在問題在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，會造成采用穩(wěn)態(tài)零序電流（Io）原理、零序功率方向（0）原理的接地故障為判據(jù)的正確率急劇下降。其原因是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng) 單相接地時，電容電流分布的情況與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)不一樣了。a.欠補(bǔ)償I lV I時如果補(bǔ)償以后的

4、接地電流大于本身線路電容電流， 且方向由線路流向母線， 故障線路零序電流將減少。如果補(bǔ)償以后的接地電流小于本身線路電容電流， 故障線路零序電流不但大小變化，且方向也變?yōu)橛赡妇€流向線路。b.當(dāng)過補(bǔ)償時，z /即這種補(bǔ)償方式?jīng)]有發(fā)生過電壓的危險，因而得到了廣泛的應(yīng)用。采用過補(bǔ)償后，通過故障線路保護(hù)安裝處的電流為補(bǔ)償以后的感性電流，它與零序電壓的相位關(guān)系和非故障線路電容電 流與零序電壓的相位關(guān)系相同，數(shù)值也和非故障線路的容性電流相差無幾，故零序過流、零序方向 保護(hù)無法檢測出已接地的故障線路。因此不接地系統(tǒng)中常用的零序電流選線原理和零序功率方向選 線原理已不能采用。（2）目前在配網(wǎng)接地檢測中還存在的問

5、題有：a.故障信號疊加在負(fù)載電流上、穩(wěn)態(tài)幅值較?。ㄅc消弧線圈的補(bǔ)償情況有關(guān) ）、環(huán)境的電磁干擾等影響著故障分辯的正確性；系統(tǒng)運(yùn)行方式多變、故障狀態(tài)多變、不確定因素多，故要求檢測方 法具有更強(qiáng)的適應(yīng)能力。 單一的采用穩(wěn)態(tài)零序電流（I ）原理為判據(jù)，盡管提高了 ZCT的檢測精度， 但在使用上存在較大的局限性，也已不能全部、準(zhǔn)確判斷故障；（3） 變電站 接地選線裝置選線 存在的問題變電站的專用選線裝置接線復(fù)雜；零序電流互感器或零序?yàn)V序器精度低，信號檢出誤差大；與饋線故障點(diǎn)相距遠(yuǎn)， 保護(hù)不一體，影響了對故障點(diǎn)的在線參數(shù)感測的精度和準(zhǔn)確性；有些選線裝置在原理上存在著盲區(qū)，有一定的局限性等，不利于饋線自動

6、化。中性點(diǎn)小電流接地系統(tǒng)中線路單相接地后跳閘的要求日益迫切，目前利用穩(wěn)態(tài)量的選線原理準(zhǔn) 確度低，具有局限性，難于滿足跳閘的選擇性及饋線自動化的要求。2、MPP接地故障保護(hù)的判據(jù)要提高小電流接地系統(tǒng)單相接地故障判斷的正確率，必須采用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)、先進(jìn)、可行的保護(hù)原理，并對接地故障時的特征量綜合分析，利用綜合判斷（依據(jù)3個以上的判據(jù)），單相接地故障保護(hù)的正確率才能達(dá)到較高的水平。在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)單相接地故障時，存在一個明顯的暫態(tài)過程。電氣量中含有大量豐富 的高頻分量和直流分量。其中電流量通常較大，尤其是接地電容電流的暫態(tài)分量往往比其穩(wěn)態(tài)值大 幾倍到幾十倍，容易測量。而消弧線圈對于暫態(tài)量中豐

7、富的高頻信號相當(dāng)于開路，所以中性點(diǎn)不接 地系統(tǒng)和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的暫態(tài)過程是基本相同的。采用先進(jìn)的微電子技術(shù)手段對暫態(tài)電氣量 的采集精度和計(jì)算速度提高很大，使得利用故障暫態(tài)量進(jìn)行接地故障的判斷精確、可靠、準(zhǔn)確率高。MP是采用微電子技術(shù)，依據(jù)饋線接地故障穩(wěn)態(tài)分量和對接地故障線路的故障相和非故障相暫態(tài)分量進(jìn)行提取分析計(jì)算，依據(jù)零序電壓V0和零序電流Io的幅值、零序電流Io，零序電壓Vo的相位進(jìn)行分析及比較，提取出更可靠的信號成分來作為接地故障位置的判據(jù)。適用中性點(diǎn)不接地（NUS）、經(jīng)小電阻（NRS）或經(jīng)消弧線圈（NES）接地系統(tǒng)。尤其經(jīng)消弧線圈（NES）接地系統(tǒng)，無論安裝在變電站出線端、線路中段

8、 和線路末端，零序電流Io,零序電壓Vo的相位：在負(fù)荷側(cè)發(fā)生接地故障，過補(bǔ)償時位于90V 180。角度范圍，如欠補(bǔ)償時位于180 V 270角度范圍。在電源側(cè)發(fā)生接地故障時，位于0V 90角度范圍。所以，都能準(zhǔn)確判定接地故障和故障點(diǎn)位置。3、以下圖杏石口變電站一八大處線路為例：1 線路條件1）從變電站至MPP-ASSl源測用電纜連接，距離為 0.5Km.MPP-AS負(fù)荷側(cè)用架空線路連接，干線距離為1.6Km,支線距離為0.6Km。 61 = 3o）CV= 3 x 2 x 3.14 X 50 x 0.3439 x 10 X 5770 = 1.87 A/lcA/km2） 架空線路的每線路的電容電流

9、0.02A/Km3）電纜線路的電阻為 0.075 Q /Km,架空線路的電阻為 0.16 Q /Km4 ）線路系統(tǒng)是消弧線圈接地方式，約10%過補(bǔ)償。2電感電流計(jì)算在正常運(yùn)行狀態(tài)下，線路的總電容電流如下：3 x （1.87 x U.5 + 0.02 x 2.2） = 2.94 A因此電感電流可以預(yù)測為 3.3A.3.不同的安裝位置的零序電流計(jì)算處321路41043201 01 _ 400 F-A187-5- 4115杏石口站4110A178A179-廠.模式口1413嘉事宏潤醫(yī)藥03315八大處農(nóng)工商672 海特 石019特鋼04315932315新做3831511天宇市場24 23電鍍廠K4

10、26華利通3153031520三-1908315一3153154029470A249廖公莊路05150618250景海工藝廠金頂15黑開發(fā)區(qū)6051315 315蘋果園路-A311A21955534814315常1219_ 160315 嚴(yán)16奈倫房地產(chǎn)3315二甲-自來水廠624213250亠11二 W15334743 匚新做17100 39K434 A22C 飛（F36381310KV6030在MPP-AS負(fù)荷側(cè)發(fā)生接地故障時零序電流是電容電流1) 安裝在變電站出線側(cè) 0.5Km處時1C1 = 2 X (1.87 x 0.5) = 1.87 A7電感電流270b = 33 A設(shè)置:0 V）

11、保護(hù)允許零序電流（一次接地電流）1 01A零序電壓V。20%取大移相角2700 （不接地、小電阻接地系統(tǒng)）1800 （消弧線圈接地系統(tǒng)）移相角范圍850跳閘延時5s1、發(fā)生接地故障時，達(dá)到以上整定值開關(guān)跳閘，自動隔離故障區(qū)段；2、 或在控制箱安裝無線通訊模塊（GPRS/CDMA光纖通訊模塊，規(guī)約：采用DNP3.0、MODBUS、IEC 60870-5-101 ，接口為RS485或RS232發(fā)生接地故障時，將接地故障信息發(fā)送到管理后臺， 開關(guān)由管理后臺發(fā)指令進(jìn)行動作。2）安裝在線路中間位置 1.0Km時90ICl = 2 x (1.H7 x 0.5 + 0.02 x 1.0) = 1.91 A=

12、 3.3 A270I c=1.91 A設(shè)置:0 V）保護(hù)允許零序電流（一次接地電流）1 01A零序電壓V020%取大移相角2700 （不接地、小電阻接地系統(tǒng)）1800 （消弧線圈接地系統(tǒng)）移相角范圍850跳閘延時5s1、發(fā)生接地故障時，達(dá)到以上整定值開關(guān)跳閘，自動隔離故障區(qū)段;2、或在控制箱安裝 無線通訊模塊（GPRS/CDM）光纖通訊模塊,規(guī)約：采用DNP3.0、MODBUSIEC 60870-5-101（ IEC 61850），接口為RS485或 RS232發(fā)生接地故障時，將接地故障信息發(fā)送到管理后臺，開關(guān)由管理后臺發(fā)指令進(jìn)行動作。3）安裝在支線分界點(diǎn) 0.32K m時lCL= 2 x (

13、LH7 X 0.5 + 0.02 X 0.32)=1.S8A90= 3.3 AI L= 3.3 A180V。設(shè)置:I 0 V）保護(hù)允許1 C1=1.88 A零序電流（一次接地電流）I 01A零序電壓V。20%270最大移相角2700 （不接地、小電阻接地系統(tǒng)）1800 （消弧線圈接地系統(tǒng)）移相角范圍85跳閘延時5s1、發(fā)生接地故障時，達(dá)到以上整定值開關(guān)跳閘，自動隔離故障區(qū)段；2、 或在控制箱安裝無線通訊模塊（GPRS/CDMA光纖通訊模塊，規(guī)約：采用DNP3.0、MODBUS、IEC 60870-5-101（ IEC 61850），接口為RS485或RS232重要用戶發(fā)生接地故障時，達(dá)到以上整定值開關(guān)跳閘，自動隔離故障區(qū)段；并將接地故障信息發(fā)送到管理后臺。4 ）安裝在線路末端1.52K m用戶處時Icl = 2 x (1.H7 x 0.5 + 0.02 x 1.52) = 1.93 A90)1 l= 3.3 A*-0V。I C1=1.93 A設(shè)置：I 0 V）保護(hù)允許270零序電流（一次接地電流）1 01A零序電壓V。20%取大移相角2700 （不接