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        產品展示
        DEMXJ微機小電流接地選線裝置

        一、概述
              小電流系統是指:中性點不接地系統,中性點經消弧線圈接地系統或中性點經高阻接地系統。我國66kV及其以下電壓等級的電網中,一般都采用這種系統。
              小電流系統發生單相接地后,故障特征不明顯,很難快速準確地指示接地回路。小電流接地選線裝置問世以來,產品推陳出新,技術雖有進步,但用戶對誤判率較高的問題頗有微詞。心系用戶所想,為了徹底消除該裝置誤判問題,本公司專門成立了科研小組,對小電流接地后的故障特征及當前選線原理進行了系統的研究,并對主要廠家產品存在的問題進行了認真的分析。我們認為選線不準確性的主要原因有以下幾點: 
              1.1 每種選線原理都存在一定的局限性,目前國內主流的三種原理是功率方向法、諧波分析法(即群體比幅比相法)與信號注入法:
              1.1.1 功率方向法采用判斷零序電流的功率方向來確定故障線路,該方法從原理上講就做不到100% 的準確率,可能出現多判或一條都判斷不出的結果;
              1.1.2 諧波分析法采用單相接地后零序穩態信號的群體比幅比相法,由于比幅比相時,采用的是相對原理,因此這種方法從理論上講不存在死區,不受運行方式及接地電阻的影響,可以做到100% 的準確率,其選線方案的有效性已得到充分證明,但對于CT不平衡導致的零序電流,該方法不能有效解決;
              1.1.3 信號注入法雖接線簡單,不需零序CT回路,但由于注入信號大小及方法的限制,一般主要用于10kV及以下電壓等級系統。另外,探頭的靈敏度和可靠性易受各種外界因素影響,造成誤判,對于綜自站及無人值守站的使用更有些不便。
              1.2 廠家所采用的零序電流互感器精度太低。當一次零序電流在5A以下時,許多廠家生產的零序電流互感器,帶上規定的二次負荷后,比差達20%以上,角差達20度以上,這樣的誤差根本就無法保證接地選線的準確度。
              1.3 硬件電路設計上存在著缺陷,導致裝置運行可靠性很低,一些未經任何測試的仿造產品混入市場,給正規產品造成了非常惡劣的影響。
              1.4 由于選線裝置須引入零序電壓及零序電流回路,而66kV及以下系統,以往設計時只安裝了兩相CT,沒有零序回路,因此零序回路的接線往往問題很多。如:零序回路不對應;回路未引入;零序不平衡電流過大;極性不對等現象。
              1.5 對于消弧線圈接地系統,一般采用提取5次諧波分量來選線,由于5次諧波分量較。ㄖ徽蓟ǖ2~3%),且零序電流本身就小,對5次諧波的提取在硬件電路上有很高的要求,因此帶消弧線圈的系統選線困難更大些,處理不好,就可能誤判。另外CT不平衡,導致正常運行時零序噪聲電流可能比故障電流還大,也會造成誤判。
              本公司針對上述問題專門成立了科研攻關小組,徹底攻克了上述難題,首次把小波變換原理應用到小電流接地選線裝置,多種判據并存,并采用高精度零序電流互感器,硬件電路嚴格按照繼電保護裝置的要求來設計、制造及檢測。研制出ZH-WXJ型小電流接地選線裝置,解決了多年來困擾用戶的難題。

        二、裝置功能特點
              保定東電電力科技有限公司DEMXJ微機小電流接地選線裝置與國內其它廠家產品相比,具有如下特點:
              2.1在國內同類產品中首次采用小波變換原理處理數字信號。小波變換是本世紀數學發展史上里程碑式的進展,是在傅利葉變換基礎上發展起來的新的信號處理方法,它克服了傅利葉變換不能對信號同時進行時頻局部化分析的局限性,具有很強的提取信號特征的能力,尤其對暫態突變信號或微弱變化信號的處理表現出明顯的優勢; 
              2.2 硬件電路嚴格按照繼電保護裝置的要求來設計、制造及檢測。采用雙cpu微處理器及高速高精度A/D轉換芯片,系統的集成度及采樣頻率大大提高;PT、CT采樣回路分離,消除了調整放大倍數時相互之間的牽連;
              2.3 采用采樣鎖相同步電路,提供采樣點信號的時間基準,當系統頻率變化時,采樣點間隔隨之變化,保證每周波采樣點數不變,從而保證了數據采集精度;
              2.4 采用相對原理,無須定值設定,因此該裝置不受運行方式及接地過渡電阻的影響;
              2.5 適用范圍廣:適用于中性點不接地、經消弧線圈接地、經高阻接地系統;適用于架空線、電纜線系統,線路長短不限,并聯運行的出線數不限;
              2.6 帶方向性:可區分線路和母線接地;
              2.7 可交、直流供電,保證裝置工作不受供電電源的影響;
              2.8 操作面板設計大大簡化,采用大屏幕寬溫藍屏液晶,漢化顯示,采用液晶定義的軟鍵盤設計,直觀、明了、操作方便;
              2.9 本產品可通過菜單選擇通信接口的波特率及相應參數,隨機帶通信規約;
              2.10 可記憶20次接地故障信息,裝置掉電后信息不丟失;
              2.11 完善的自檢、自調試及自適應功能。

        三、裝置工作原理
              小電流發生單相接地時,接地電流是分布電流,數值很小,故障特征不明顯,這是造成選線困難的原因所在。通過分析單相接地的故障特征,我們可以得出以下結論:
              1)零序電壓上升至相電壓值;
              2)非故障線路的零序電流數值上等于本身對地的電容電流,方向由母線流向線路,即零序電流Icz的相位超前零序電壓 U0 約 90°;
              3)故障線路的零序電流數值上等于所有非故障線路的零序電流之和,由線路流向母線,即零序電流Ijd相位滯后于零序電壓U0 約90°;
              4)以上三點不受運行方式、負荷、接地電阻的影響;
              5)對于中性點經消弧線圈接地的系統,由于消弧線圈在單相接地時能提供 對地感性電流,因此電流分布發生重大變化,但零序電流五次諧波分量的分布規律同消弧線圈系統一樣,這是因為當補償基波時ωL≈1/ωC(近似),在五次諧波時5ωL>>1/5ωC,因此可以認為消弧線圈對五次諧波沒有影響。
              3.1 無消弧線圈系統的接地判據 
              3.1.1 I0大小判別:
              因為此時故障線路的故障(零序)電流 Ijd 為全系統的電容電流之和∑Ic減去本線路電容電流 Icz,非故障線路的零序電流為本線路電容電流 Icz。取全部線路中電容電流最大的三條線路作為接地線路選擇對象,并進行下面判別。
              3.1.2 I0 的方向判斷:
              故障線路零序電流Ijd相位滯后于零序電壓U0 約90°;
              非故障線路零序電流Icz的相位超前零序電壓 U0 約 90°;
              Ijd與所有其它線路的Icz方向相反,相對的相角允許誤差在±85°之間。接地故障(零序)電流Ijd是電容電流,從正常線路起,經測點(零序電流互感器)母線接地線路流向故障點,并接地。在接地線路檢測點(零序電流互感器)表現為正方向,在其它正常線路檢測點(零序電流互感器)表現為反方向;
              如果所有線路零序電流均同相且超前U0約90°,則為母線接地。
              3.1.3 零序無功功率判斷:
              以 U0為基準(實軸),將 I0(被測線路的Ijd或Icz)分為:有功分量 Ia與U0同相,無功分量 Ir與 U0垂直,算出無功功率值Qr:對接地線路:Qr>0;未接地線路:Qr<0。
              3.2 有消弧線圈系統的接地判據: 
              對帶有消弧線圈的系統,在故障發生時,消弧線圈會將一個電感電流(補償電流)疊加在故障點流過的電容電流上,使故障點的電容電流被補償,測得的零序電流Ijd一般是感性電流(過補償),使接地線路的零序電流也超前于零序電壓,與線路的零序電流同方向,用無消弧線圈系統的零序電流方向法,不能判別接地故障線路;本裝置采用新判據:判斷故障(零序)電流的有功功率方向和零序電流中5次諧波電流的大小、方向,找出接地故障線路:
              3.2.1 對接地線路:有功功率為Pa>0;
              未接地線路:有功功率為Pa<0。
              3.2.2 對接地線路:5次諧波電流相位滯后于5次諧波零序電壓約90°;
              未接地線路:5次諧波電流相位超前于5次諧波零序電壓約90°。
              3.3 利用暫態過程的小波分析法:
              小波分析法利用接地初半波的一段波形。每條線路,由于長短不一,阻抗值不同,導致暫態過程中零序電流所含的諧波分量不同。線路越短,高頻分量越多。小波分析法提取某一頻率段的諧波分量,各支路的零序電流分布也滿足上述結論。其突出的優點是這種分析法能克服消弧線圈和CT不平衡的影響:因為消弧線圈在暫態過程中還未起作用,而CT不平衡電流分量已被濾去(選擇頻段時去掉基波分量)。

        四、主要技術參數
              4.1 適用電壓等級:1~2個;母線段數:1~4段;
              4.2 接地方式:中性點不接地、經消弧線圈接地或經高阻接地系統;
              4.3 出線形式:電纜線或架空線;
              4.4 適用檢測回路數:12路、28路、36路、44路;單段母線最大44路;
              4.5 檢測輸入量:
              4.5.1 零序電壓U0(由母線電壓互感器開口三角繞組接入);
              整定范圍U0zd = 30~100V ,級差1V,一般整定為30V;
              4.5.2 零序電流:零序電流互感器二次零序電流值3I0,范圍Ijd = 0~1000mA;
              4.6 工作電源:AC/DC 220V±20% 或 DC110V±20% ; 
              4.7 啟動方式:零序電壓幅值越限;
              4.8 響應時間:故障顯示 < 500ms;瞬間接地捕捉時間< 10ms;
              4.9 通信接口:RS232C 或 RS485;
              4.10 信號繼電器輸出(通過ZH-DZH信號控制盒實現):
              一對一指示方式:12、28、36、44個節點;節點容量:AC220V/5A;
              4.11總告警繼電器規格:AC220V/5A,無源常開觸點;
              4.12裝置功耗: ≤35W;
              4.13重量: ≤10kg。

        五、使用條件
              5.1 海拔高度:2000米以下;
              5.2 濕度:日平均不大于95%,月平均不大于90%;
              5.3 溫度:-15℃ ~ +40℃;
              5.4 安裝場所無強烈震動,空氣中不含酸性、堿性、腐蝕性及可燃可爆的氣體或粉塵顆粒;
              5.5 安裝場所應為能防雨、雪、風、沙的室內。


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