一、概述
2.1、傳統基于穩態分析,群體比幅、比相原理的局限性。
隨著供電半徑的增大,電纜線路的急劇增加,系統電容電流急劇增大,配電系統越來越多的采用中性點經消弧線圈接地方式,眾所周知,中性點經消弧線圈接地系統,基于基波零序電流的比幅、比相原理已不能成立,大多數選線裝置采用 5 次諧波作為判據,而此種原理存在如下問題:
a.穩定及間歇性電弧接地,接地電流以暫態、高頻分量為主,以5 次諧波電流為判據已失去意義。
b.5 次諧波在系統中含量小,穩定性差,易受干擾。
c.傳統單一CPU 的選線裝置,硬件基礎決定其無法在一周周波(4ms)之內將所有線路采完,只有降低采樣點數或在若干個周波內巡檢,降低了采樣精度及信號可比性。
d.系統不對稱5 次諧波源的干擾。
對于中性點不接地系統,以基波零序電流比幅、比相為判據可以成立,判線準確率較高。
2.2、中性點經消弧線圈接地系統應以暫態分析為主,結合穩態分析判據。
近年來,小電流接地選線技術經過眾多專家的研究,取得了相當大的進展,相繼推出了眾多選線方案,典型的如注入法、有功分量法、與自動調諧消弧線圈相結合的增量法等。這些方法在原理上來講均正確,但在實際使用效果上卻無法令用戶滿意,究其原因我們認為這些方法在原理上均以穩態分析為基礎,而忽視了系統實際接地時普遍存在的弧光接地中的高頻暫態信號。實際接地絕大多數均為過渡電阻接地,這種情況下發生弧光及弧光重燃的概率較高,基于穩態分析的選線方案在這種工況下選線失靈;在接地初始時刻,系統存在明顯的暫態過程,準確捕捉暫態信號,為選線提供豐富的判線依據。系統經過短暫的過渡過程之后,接地工況進入以下三種情況:
a.進入穩態過程。
b.產生穩定電弧接地。
c.產生持續間歇性電弧接地。
針對以上三種工況,制定選線策略,必須以暫態及穩態信號相結合來判斷接地線路。
2.3、采樣的同時性
弧光接地過程中,產生嚴重的高頻電流,接地初始階段產生高頻暫態分量,頻率范圍在300—3000HZ 之間,基于多CPU 架構的選線裝置可保證所有線路在同一時刻采樣,對于高頻暫態
信號幅值及相位的采樣具有可比性;而單CPU 類選線裝置只能采用巡檢的方式,本身存在固
有的相位誤差,采樣不在同一時刻,信號可比性差。
2.4、準確采樣信號
基于對接地信號中暫態高頻分量的捕捉、測量,傳統單一CPU 方案根本無法完成,必須采用多CPU 系統,高速高分辨率AD,才可以保障準確采樣。傳統選線裝置采用集中式方案,所有零序CT 二次線均須長線引入選線裝置,帶來如下問題:
a.增加了零序CT 的二次負載。
b.二次線長短不一,CT 二次負載不平衡。
c.長線傳輸引入干擾信號。
采用分散式方案,采集單元就地安裝在開關柜上,每一路出線均有一獨立的CPU 完成采樣,有效解決了集中式選線裝置存在的不足。
小電流接地系統的選線問題一直是電力系統的一個難題,單相接地后,正確地選出接地線路并迅速排除故障,對電力系統安全運行起著重要作用。我單位的科技人員十幾年來一直從事于微機選線裝置的研究開發工作,根據用戶的不同要求形成了微機選線的系列產品有:通用的 ML-10H 型、基于多CPU 架構的集中式 HR-JD1 型(以上參見其相應說明書),在以上產品的基礎之上,我單位應用并行采集處理及微機通信技術,又開發了HRJD2 電流接地系統微機選線裝置。該裝置采用分散式多 CPU 結構,依據暫態分析原理,并與穩態分析相結合,尤其對于消弧線圈接地系統,大大提高了判線準確率,可廣泛應用電力、化工、石油、冶金、煤炭、礦山和石化行業的 3-66KV 電廠和變電站的單相接地保護。
2.1、傳統基于穩態分析,群體比幅、比相原理的局限性。
隨著供電半徑的增大,電纜線路的急劇增加,系統電容電流急劇增大,配電系統越來越多的采用中性點經消弧線圈接地方式,眾所周知,中性點經消弧線圈接地系統,基于基波零序電流的比幅、比相原理已不能成立,大多數選線裝置采用 5 次諧波作為判據,而此種原理存在如下問題:
a.穩定及間歇性電弧接地,接地電流以暫態、高頻分量為主,以5 次諧波電流為判據已失去意義。
b.5 次諧波在系統中含量小,穩定性差,易受干擾。
c.傳統單一CPU 的選線裝置,硬件基礎決定其無法在一周周波(4ms)之內將所有線路采完,只有降低采樣點數或在若干個周波內巡檢,降低了采樣精度及信號可比性。
d.系統不對稱5 次諧波源的干擾。
對于中性點不接地系統,以基波零序電流比幅、比相為判據可以成立,判線準確率較高。
2.2、中性點經消弧線圈接地系統應以暫態分析為主,結合穩態分析判據。
近年來,小電流接地選線技術經過眾多專家的研究,取得了相當大的進展,相繼推出了眾多選線方案,典型的如注入法、有功分量法、與自動調諧消弧線圈相結合的增量法等。這些方法在原理上來講均正確,但在實際使用效果上卻無法令用戶滿意,究其原因我們認為這些方法在原理上均以穩態分析為基礎,而忽視了系統實際接地時普遍存在的弧光接地中的高頻暫態信號。實際接地絕大多數均為過渡電阻接地,這種情況下發生弧光及弧光重燃的概率較高,基于穩態分析的選線方案在這種工況下選線失靈;在接地初始時刻,系統存在明顯的暫態過程,準確捕捉暫態信號,為選線提供豐富的判線依據。系統經過短暫的過渡過程之后,接地工況進入以下三種情況:
a.進入穩態過程。
b.產生穩定電弧接地。
c.產生持續間歇性電弧接地。
針對以上三種工況,制定選線策略,必須以暫態及穩態信號相結合來判斷接地線路。
2.3、采樣的同時性
弧光接地過程中,產生嚴重的高頻電流,接地初始階段產生高頻暫態分量,頻率范圍在300—3000HZ 之間,基于多CPU 架構的選線裝置可保證所有線路在同一時刻采樣,對于高頻暫態
信號幅值及相位的采樣具有可比性;而單CPU 類選線裝置只能采用巡檢的方式,本身存在固
有的相位誤差,采樣不在同一時刻,信號可比性差。
2.4、準確采樣信號
基于對接地信號中暫態高頻分量的捕捉、測量,傳統單一CPU 方案根本無法完成,必須采用多CPU 系統,高速高分辨率AD,才可以保障準確采樣。傳統選線裝置采用集中式方案,所有零序CT 二次線均須長線引入選線裝置,帶來如下問題:
a.增加了零序CT 的二次負載。
b.二次線長短不一,CT 二次負載不平衡。
c.長線傳輸引入干擾信號。
采用分散式方案,采集單元就地安裝在開關柜上,每一路出線均有一獨立的CPU 完成采樣,有效解決了集中式選線裝置存在的不足。

