物理期刊投稿淺析采用小電流接地選線裝置的必要性

　　在電力系統(tǒng)中，單相接地是一種常見的臨時性故障，以下是小編搜集整理的一篇物理期刊投稿：探究采用小電流接地選線裝置必要性的論文范文，供大家閱讀參考。

　　【摘 要】小電流接地選線裝置，簡稱小電流接地選線或小電流。小電流接地選線裝置是電力行業(yè)使用的保護(hù)設(shè)備。該設(shè)備適用于3kv-66kv中性點(diǎn)不接地或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的單相接地選線，用于電力系統(tǒng)的變電站、發(fā)電廠、水電站及化工、冶金等廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)，能夠指示出發(fā)生單相接地時的故障線路，便于運(yùn)行值班員及時、準(zhǔn)確的處理。

　　【關(guān)鍵詞】選線裝置 接地系統(tǒng) 零序電流

　　1選用小電流接地選線裝置的意義

　　1.1小電流接地系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　在電力系統(tǒng)中，單相接地是一種常見的臨時性故障，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)生單相接地的故障占總故障率的70%以上。短路故障也多為單相接地后演變?yōu)槎嘞嘟拥囟纬傻摹＠缭谏a(chǎn)、生活中電動機(jī)繞組單相絕緣擊穿對地放電，電纜被盜剝，電纜芯外漏對地放電，架空線路斷線等等。當(dāng)發(fā)生單相接地后，會引起弧光過電壓的問題，影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

　　1.2小電流接地系統(tǒng)的優(yōu)、缺點(diǎn)

　　優(yōu)點(diǎn)：主要可以避免接地故障跳閘，提高供電可靠性，大部分情況下，接地電弧能自動熄滅，電網(wǎng)自動恢復(fù)正常運(yùn)行。

　　缺點(diǎn)：發(fā)生單相接地時，非故障相電壓升高1.732倍，危害電網(wǎng)絕緣，接地點(diǎn)間歇性的拉弧，線路電容反復(fù)充放電，電壓升高可能達(dá)到3.5倍，這樣絕緣薄弱地方甚至被擊穿造成短路。同時繼電保護(hù)配置較困難，接地電流小，接地電弧不穩(wěn)定，選擇接地線路比較困難，一般都采用拉路法尋找故障線路，瞬時中斷供電，嚴(yán)重時會造成停電事故

　　1.3發(fā)生單相接地時的處理

　　逐條拉路(轉(zhuǎn)移負(fù)荷或者改變運(yùn)行方式)尋找故障線路，這樣非故障線路也會造成短時停電，反復(fù)的倒閘操作(很容易造成誤操作事故)，如果接地時間太長，非故障相升高到線電壓極有可能造成電器設(shè)備絕緣薄弱環(huán)節(jié)的擊穿而發(fā)展成事故。這對要求連續(xù)供電的企業(yè)會造成影響。

　　通過小電流接地選線裝置可以找出接地線路從而發(fā)出信號(或報警)，然后由運(yùn)行人員采取措施后(轉(zhuǎn)移負(fù)荷)再切除故障線路，這樣可以大大提高電力供應(yīng)中的安全、經(jīng)濟(jì)性。

　　2接地選線保護(hù)的原理

　　2.1零序電流原理

　　利用故障線路零序電流大于非故障線路零序電流的特點(diǎn)，區(qū)分出故障線路和非故障線路，該原理在系統(tǒng)的電容電流較小，線路又長的情況下較難滿足選擇性的要求。

　　2.2零序功率方向原理

　　系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，利用故障與非故障線路零序電流反向(故障線路的零序電流滯后零序電壓90°，非故障線路的零序電流超前零序電壓90°)的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的，目前，采用這一原理的裝置很多，但對中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)無效。

　　2.3諧波電流方向原理

　　由于變壓器鐵芯非線性的影響，電網(wǎng)中除存在基波外，還存在一系列的諧波成分，故可利用5次或7次諧波電流的大小或方向構(gòu)成選擇性接地保護(hù)。對于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，因消弧線圈的作用是對基波而言的，5次或7次諧波電流的分布規(guī)律與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)一樣，所以該原理仍然可行。但5次或7次諧波含量相對基波而言小的很多，所以靈敏度低，在接地點(diǎn)存在一定過渡電阻的情況下將出現(xiàn)拒動現(xiàn)象。

　　這種判斷諧波電流方向原理的選線裝置不受運(yùn)行方式的影響，已應(yīng)用于裝有三相電流互感器或零序電流互感器的變電所。

　　2.4首半波原理

　　利用接地故障發(fā)生在相電壓接近最大值這一瞬間，故障線路暫態(tài)零序電流第一個周期的首半波與非故障線路相反的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，但該原理不能反映相電壓較低時的接地故障，且受接地過渡電阻的影響較大，同時也存在工作死區(qū)。

　　綜上所述，常用的幾種選線原理都存在著自己的不足，因此，將各個原理有機(jī)的結(jié)合起來，揚(yáng)長避短，使選線成功率達(dá)到更高。

　　3零序電流的采集

　　3.1零序電流的采集

　　若全部為電纜時，每條回路通常都安裝一個零序電流互感器，一般安裝在電纜頭下方;全部為架空出線時，三相均安裝互感器(互感器的精度、變比特性均一致);對于既有電纜，又有架空的出線，三相零序過濾器產(chǎn)生的零序電流與專用的零序電流互感器產(chǎn)生的零序電流極性要一致。

　　3.2零序電流互感器的選用原則

　　零序電流互感器采集的是零序電流，無原繞組，只是將被測回路的導(dǎo)體穿過它的內(nèi)孔，作為原繞組，匝數(shù)只有1匝。當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障時流過接地點(diǎn)的電流均在10以下，精度難以保證，所以要求選用高導(dǎo)磁鐵芯的高精度零序電流互感器，盡可能減少變比誤差和相位誤差，使其在原方電流大于1A時基本能達(dá)到變比誤差小于1%，角誤差小于1%，使輸入檢測裝置的電流能精確反映各回路零序電流的大小和相位。提高接地檢測裝置的正確動作率。

　　3.3零序電流互感器的正確使用

　　(1)所有零序互感器的極性必須一致，尤其要注意零序互感器和三相互感器混用的場合，對于有兩段以上的母線的系統(tǒng)，必須保證所有引入裝置的互感器的極性一致。(2)零序電流互感器一般安裝在電纜頭下方，并穿過零序電流互感器的鐵芯窗口后在接地，如果安裝在電纜頭的上方，則電纜頭的保安接地線應(yīng)直接接地，不用穿過零序電流互感器的鐵芯窗口，嚴(yán)格講，這種接法是不允許的，會給將來的維護(hù)造成誤解。接地線應(yīng)與電纜外皮的鎧甲、零序電流互感器的鐵芯絕緣。

　　4綜合自動化變電站小電流接地選線的實(shí)現(xiàn)

　　部分變電站采用了基于WINDOWSNT操作系統(tǒng)的微機(jī)綜合自動化系統(tǒng)，其小電流接地選線功能的實(shí)現(xiàn)硬件上配置簡單、靈活，選線的軟件也不復(fù)雜。當(dāng)某段母線的電壓互感器開口三角電壓(零序電壓)越限時(一般設(shè)置為10-20V)，由公用采集裝置檢測出，并向選線功能主站發(fā)出信號，功能主站收到信號后，向該段母線上的所有出線保護(hù)裝置召集零序電壓、零序電流的向量和，然后計算出接地時電容性無功功率的方向，同時根據(jù)各線路零序電流的大小，判出接地的故障線路。

　　目前，小電流接地系統(tǒng)選線保護(hù)的選線成功率還不是很高，準(zhǔn)確率能達(dá)到90%的裝置為數(shù)還很少。但是對于出線較多的變電站來講，采用接地選線保護(hù)還是有著極其重要的意義。各個廠、站應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際情況對選線保護(hù)進(jìn)行配置。

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　　投稿期刊推薦：《現(xiàn)代應(yīng)用物理》(Modern Applied Physics)期刊是由西北核技術(shù)所創(chuàng)辦、西北核技術(shù)研究所和國防工業(yè)出版社聯(lián)合主辦的物理類學(xué)術(shù)期刊，2010年創(chuàng)刊，原名《應(yīng)用物理》，2013年4月，國家新聞出版廣電總局批準(zhǔn)為正式公開出版刊物。《現(xiàn)代應(yīng)用物理》本刊主要關(guān)注應(yīng)用物理領(lǐng)域的研究前沿和熱點(diǎn)，發(fā)布研究和應(yīng)用學(xué)術(shù)成果，增進(jìn)應(yīng)用物理研究成果的國際化傳播交流，為科技工作者提供學(xué)術(shù)技術(shù)服務(wù)。本刊第一屆組委會共有69人組成，其中院士22人，本刊面向軍隊和地方科研院所，高等院校1500多家單位發(fā)行，發(fā)行量2100余冊。