国网江西省电力公司电力科学研究院 潘本仁 熊华强
中国石油大学(华东)信息与控制工程学院 宋华茂
胜利油田胜利动力机械集团有限公司 张秋凤
广西电网有限责任公司电力科学研究院 俞小勇
1 引言
在谐振接地系统中,消弧线圈一般处于过补偿状态。当系统发生单相接地故障时,由于消弧线圈的过补偿作用,使得系统的工频量失去了基本的故障特征,因此,利用稳态电气量的方法不能进行准确选线。为解决这一问题,先后提出了许多方法,例如利用故障信号的有功分量法[1]、五次谐波电流法[2]、暂态信息法[3-11]、行波法[12]、多源故障信息综合分析与融合处理的综合法[13],以及人工注入信号法[14]、残流增量法[2]、中性点并联中电阻法[15]、小扰动法[16]等。由于小电流接地故障中暂态信息十分丰富,且不受消弧线圈补偿的影响,选线精度高。因此,暂态法选线是小电流接地故障选线技术中发展的新领域。
利用故障暂态无功功率方向(以下简称暂态功率)选线[3-4]是暂态选线的一种典型方法。此方法不仅要求各条出线间的零序电流互感器(CT)极性一致,还要求零序电压互感器(PT)与其对应的CT极性保持一致,才能保证暂态功率方向的正确性,从而进行正确选线。但由于传统配电线路很少用到方向保护,现场PT和CT的安装很少考虑互感器之间的对应极性关系,很容易由于一次侧、二次侧接线不对应造成极性反接,使暂态功率方向计算不确定而发生误选。文献[17]分析了PT、CT极性反接对选线方法的影响,但是没有展开讨论,提出了新的算法但实现比较复杂。
本文分析了PT极性反接和CT极性反接给暂态功率选线方法带来的影响。在PT和CT存在反接的情况下,分析了谐振接地系统在过补偿方式下发生单相接地故障时暂态无功功率和工频无功功率的变化规律以及误选概率。提出了一种不受PT和CT极性影响、综合利用故障时的暂态无功功率和工频无功功率进行选线的方法,并利用实验仿真和实际故障数据对新算法进行了验证。
2 PT和CT极性对暂态功率选线的影响
暂态功率选线法作为暂态选线的典型方法,具有许多优点。它只需检测线路的暂态电压、暂态电流信息就可以确定故障线路,无需和其他线路进行比较,具有自具性。可以解决两出线系统接地故障问题,检测出母线故障等。
2.1 暂态无功功率方向选线原理
当系统发生单相接地故障时,系统的暂态无功功率方向是不同的,健全线路的无功功率从母线流向线路,故障线路的无功功率从线路流向母线,因此可以通过无功功率的方向来区分故障线路和健全线路。