ZYU-MLZ系列小電流接地選線裝置單相接地故障的解決方法

    配電網(wǎng)故障保護(hù)與自愈控制一直是學(xué)術(shù)交流的熱點(diǎn)話題，ZYU-MLZ系列小電流接地選線裝置作為故障保護(hù)的重要環(huán)節(jié)，一直以來都備受關(guān)注。選擇什么故障量作為分析對象和選擇什么分析方法進(jìn)行故障選線，是該領(lǐng)域面臨的主要問題。

    配電網(wǎng)中，大部分饋線都會被安裝有電流互感器，但電壓互感器卻不會大范圍配置，因此基于功率方向及電壓電流相位差的判據(jù)便無法使用。由此可見，開發(fā)基于電流信息的保護(hù)方案適用范圍更廣。目前配電網(wǎng)單相接地故障選線主要是對各饋線的零序電流進(jìn)行分析比較，提取零序電流的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)特征，例如比幅法、比相法、能量法等。

    這些方法普遍存在的問題是：零序電流的抗接地過渡電阻能力差；受系統(tǒng)三相不平衡影響，系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式會嚴(yán)重影響到零序電流的幅值。相比之下，配電網(wǎng)發(fā)生故障后，故障點(diǎn)處流出的負(fù)序電流大部分流向系統(tǒng)側(cè)，正常線路中流過的負(fù)序電流很小，各線路負(fù)序電流的故障特征區(qū)別度很大。

    此外負(fù)序電流還具有不受中性點(diǎn)接地方式影響、抗過渡電阻能力強(qiáng)、不平衡分量易消除等優(yōu)點(diǎn)。但由于故障發(fā)生后的短暫時(shí)間內(nèi)故障電流為瞬時(shí)變化的暫態(tài)分量，因此負(fù)序電流的提取成為主要問題。近年來比較常用的方法是移相法、瞬時(shí)分量法等。

    本文首先分析了小電流接地系統(tǒng)單相接地故障后系統(tǒng)負(fù)序電流的分布特點(diǎn)，通過與零序電流的分布特點(diǎn)相比較，提出了一種基于序分量差異性的選線方法。該方法能夠消除量綱，并且有效地區(qū)分出故障線路，其優(yōu)點(diǎn)在于對于高阻接地或過零點(diǎn)接地等惡劣故障狀況的選線靈敏度高。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該選線方法的可靠性與靈敏性。

    本文對配電網(wǎng)單相接地故障負(fù)序電流的原理及分布特征進(jìn)行了詳細(xì)地分析，論證說明了正常線路與故障線路序電流特征的差異性，并提出了一種基于序分量差異性的小電流接地故障選線方法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于序分量差異法的選線方案能夠有效的識別出故障線路。該選線判據(jù)對于極端接地故障，如高阻接地、相電壓過零點(diǎn)接地等，具有很高的靈敏度。