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淮北煤電集團楊莊煤礦總降變電所 小電流接地選線使用情況及分析

2017年01月11日字體:
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淮北煤電集團楊莊煤礦總降變電所 小電流接地選線使用情況及分析
  一、 情況簡介:
  楊莊礦1966年投產,設計生產能力90萬噸/年,最高生產能力達224萬噸/年。2004年,為了消除由于接地引起的弧光過電壓而造成事故擴大化的威脅,楊莊煤礦總降變電所投入使用了ZTJD型消弧限壓裝置,但是在投入使用了該裝置之后,原來使用良好的小電流接地選線裝置也隨之失去了作用。
  后來經過和原來使用的小電流接地選線裝置的生產廠家多方聯系更換更新設備無果后,于2007年四月選用了河北邯山電力自動化研究所生產的LH-02FZ的分散式小電流接地選線裝置。
  由于小電流選線裝置在楊莊煤礦的電力安全運行過程中起到了不能替代了作用,因此在LH-02FZ正式投運時,楊莊煤礦就對其的運行效果進行了長期的跟蹤記錄。
  二、數據統計:
  現在就將投入LH-02FZ分散式小電流接地選線之前(2006年)之后(2007年)的相同時期(2006年四月到2006年十二月以及2007年四月到2007年十二月)之內的數據進行比較。
  舊式小電流接地選線在2006年四月到2006年十二月接地以及選線結果是無一選準,選線準確率是0%。
  楊莊礦總降變電所2006年選線接地統計
  統計時間:2006年
實接地 瞬時接地 備注
次數 準確 誤動 次數 準確 誤動
4 1 0 1 1 0 1
5 0 0 0 1 0 1
6 1 0 0 0 0 0
7 1 0 1 2 0 2
8 2 0 2 3 0 3
9 1 0 1 3 0 3
10 1 0 1 0 0 0
11 0 0 0 1 0 1
12 1 0 0 1 0 1
合計 7 0 3 12 0 3
  可以看出,在安裝了消弧線圈裝置后,系統原有的小電流接地選線裝置已經不再起作用了。
  那么,LH-02FZ型分散式小電流接地選線在安裝后的結果又如何呢?
楊莊礦總降變電所2007年選線接地統計
統計時間:2007年
序號 實接地 瞬時接地
次數 準確 誤動 次數 準確 誤動 未證實
4 0 0 0 1 1 0
5 0 0 0 0 0 0
6 1 1 0 1 1 0
7 1 1 0 3 2 0 1
8 2 2 0 4 4 0
9 1 1 0 4 3 0 1
10 0 0 0 0 0 0
11 1 1 0 1 1 0
12 2 2 0 0 0 0
合計 8 8 0 14 12 0 2

  注:七月、九月兩次瞬時接地,因為值班人員沒有找到故障點,因此將這兩次瞬時接地判為誤動。
  由上面的數據可以看出來LH-02FZ分散式小電流接地選線至少在這八個月中選線的準確性還是相當高的,而且由于選線及時,由于單相接地故障未能及時清除而導致的相間短路故障也減少不少。
  二、 數據結果分析:
  相同的系統,不同的選線,為什么選線準確性相差就那么大呢?
  在我們仔細分析了兩種選線的判線理論和判線方式以及判線依據后,就得出了結果。
  傳統選線基于穩態分析,其群體比幅、比相判線方式和理論有著相當的局限性。
  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,而此種原理存在著很大的問題。
  我們知道,五次諧波在基波電流中的含量并不是很高,大約只占1%到2%,而各個系統中諧波的含量是不同的,即便是在同一系統中,諧波也極易受到干擾,是不穩定的。
  既然不能保證系統中五次諧波的穩定,那就需要選線裝置在采樣的時候必須達到同時性,而現在大多數使用五次諧波進行判線的選線裝置大都采用單CPU或者雙CPU模式進行選線。
  對于傳統的單CPU或者雙CPU技術的選線裝置來說,其硬件基礎很顯然無法在一周周波(4ms)之內將所有線路采完,只有以降低采樣點數或在若干個周波內巡檢來完成采樣周期,自然同時也降低了采樣精度及電流信號的同時性和可比性。那么,這樣面對含量如此小又不穩定的高次諧波,其選線的準確性自然也就可想而知了。
  這也是使用五次諧波作為判據的選線選線準確率不高的主要原因。
  中性點經消弧線圈接地系統中,小電流接地選線的最好的解決方案應當是以暫態分析為主,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,小擾動法等。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,是因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。
  在一般的接地過程中,都存在一個系統故障前到系統故障后穩態之間的過渡過程(暫態過程),在這個暫態過程中的暫態電流的主要特點就是幅值大、抗干擾能力強、頻率高、不受消弧線圈的影響,因此用來進行選線,其準確性是非常高的。
  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:
  第一種情況是直接進入穩態過程;第二種情況是系統產生穩定電弧接地;第三種情況是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。
  使用暫態選線,其中采樣的同時性也是非常重要的。
  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。
  綜上所述,那么在楊莊煤礦安裝LH-02FZ選線前后的選線數據比較也不難看出,在中性點經消弧線圈接地的系統中,以暫態信號為主要判據的小電流接地選線無論從理論上還是從性能上都是優于以穩態信號為主要判據的接地選線裝置的。
  三、LH-02FZ裝置的主要特點
  1、基于多CPU構架,有效提高采樣點數,所有線路在同一時刻采樣,排除了接地過程中系統波動對判線的影響,解決了國內同類裝置中對5次諧波及暫態高頻分量采樣點數少、精度低的難題。
  2、采用分散式結構,零序電流采集單元就地安裝在開關柜上,有效降低干擾,減小CT不平衡。
  3、隨著消弧線圈接地系統的推廣,以暫態原理做為判線依據,判線原理不受消弧線圈的影響 ,確保判線的準確性。
  4、暫態信號幅度強,分辨率高
  接地故障初始階段產生暫態高頻振蕩電流,其幅度可達工頻穩態電流的十幾倍甚至幾十倍,頻率在300Hz-3000 Hz之間,幅度強,信號豐富。
  5、對瞬間接地及間歇性接地效果好
  隨著微電子及計算機技術的發展,基于暫態原理的選線裝置應用故障錄波技術,準確捕捉接地暫態過程,記錄暫態波形完全可以捕捉到時間很短的接地故障,對于在惡劣天氣或系統故障隱患所帶來的持續瞬時間歇性接地更具有突出的優勢。
  6、對弧光接地工況的選線效果好
  現場單相接地故障中,過渡過程產生高幅值的高頻振蕩電流,使故障點產生電弧游離,產生持續性電弧或間歇電弧接地,在弧光接地工況下,基于穩態的選線原理失靈,而基于暫態的選線原理,選線是不受影響的。
  7、采用故障錄波技術,完整記錄接地暫態過程,解決瞬間接地及間歇性接地的選線難題。
  四、接地故障案例:
  1、2007年6月19日,楊莊煤礦總降變電站607饋線電纜頭相間短路,造成607饋線開關柜跳閘。在察看LH-02FZ裝置的報警時,實時數據如下:
  接地時間:2007年6月19日上午9時42分
  母線段數:I段
  接地線路號:607
  提取接地故障波形如下:
  事故原因是:2007年6月19日,LH-02FZ接地報警,提示607饋線接地。由于值班人員的疏忽,沒有注意到LH-02FZ裝置的報警信息,十分鐘后,由于接地故障擴大化造成了相間短路。
  2、2007年12月8日上午10時21分,LH-02FZ裝置接地報警。裝置實時數據如下:
  接地時間:2007年12月8日上午10時21分
  母線段數:II段
  接地線路號:608
  提取接地故障波形如下:
  事故原因:淮北礦業有限公司楊莊煤礦烈山工人村居民安裝網通電話,由于安裝位置過高(三樓),不慎將電話線搭上608線路出現,造成單相接地。在楊莊煤礦總降變電所里,當LH-02FZ裝置報警提示608線路單相接地后,保運一區緊急派人檢修608饋線,并且及時解除危險,所幸沒有造成居民傷亡。
  3、2007年12月14日15點43分,LH-02FZ裝置報警。
  裝置實時數據如下:
  接地時間:2007年12月14日15點43分
  母線段數:II段
  接地線路號:608
  提取接地故障波形如下:
  事故原因:烈山工人村國家稅務局變壓器單相接地。
  觀察LH-02FZ裝置內故障錄波模塊的波形如下:

上一條:沒有了
下一條:沒有了

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