采用消弧线圈并电阻的配电网新型接地方式故障保护研究

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随着我国城市化进程的加速,近年来我国配电系统发展十分迅速。配电系统具有分布面积广,结构复杂,随机故障频发等特点,其中性点接地方式对其安全稳定运行起着决定性的影响,但配电网的接地方式一直是国内外争论的课题。论文提出一种新型的配电网接地方式,可解决现有的接地方式不能同时兼顾消弧和快速选线跳闸的问题。该新型接地方式主要由接于中性点与大地之间的消弧线圈及可控并联电阻构成,配电网正常运行时,只投入消弧线圈,并在发生瞬时性单相接地故障时补偿对地残留,实现快速故障消弧,若在一定时间内故障未消除转化为永久性故障,则投入并联电阻,用于抑制故障相过电压并为故障选线提供有功分量,保证保护装置快速动作切除故障线路。故障解除后切除并联电阻,电力系统可继续正常运行。论文首先分析了消弧线圈并电阻的新型接地方式的基本原理,包括瞬时性故障及永久性故障的暂态和稳态分析,并通过仿真分析验证了该种接地方式的可行性;其次对该接地方式中亟需解决的一些关键问题进行了详细的理论研究和仿真验证,包括并联电阻阻值与系统参数关系的理论分析、并联电阻的投切给系统电压带来的暂态冲击及并联电阻投入时间对孤光接地过电压的抑制能力等;然后研究了新型配电网接地方式的故障保护机制,提出了故障保护整定方案和故障选线综合决策方案,通过构造多故障信息判据的综合选线方案,提高故障选线的准确度,仿真分析验证了这一综合判据的合理性。最后本文针对某地110k V变电所10kV母线侧进行了经消弧线圈并电阻新型接地方式的整体方案设计及计算。论文研究的消弧线圈并电阻的配电网新型接地方式兼顾“快速消弧”和“快速选线”两大功能,是建立在配电网经消弧线圈接地系统和经电阻接地系统基础上的“取其精华、去其糟粕”的创新。仿真分析证明该种接地方式可在故障消弧的基础上实现快速选线跳闸,能减少停电时间,降低安全隐患,保证电力系统的安全稳定运行。
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