Hur löser man bedömning av enfasjordningsfel för 3-fas 4PT i ojordade system

I oejda systemer på 10 kV och 35 kV orsakar enfasjämningsfel minimal ström, så skyddet utlöses sällan. Enligt föreskrifter är drift begränsad till 2 timmar; långvariga oförklarliga fel kan förvärras, även skada brytare. Även om Statsnätet främjar småströmsjämningslinjevalsfunktioner i 110 kV- och 220 kV-stationer, är deras noggrannhet fortfarande låg, vilket kräver att övervaknings-/driftpersonal analyserar fjärrmätningar. För oejda system med trefas 4PT-spänningsomvandlare analyserar denna artikel enfasjämningsfel för att förbättra användbarheten av fjärrmätningar för personalen, och erbjuder lösningar baserade på fältupplevelse.

1 Analys av normal drift och enfasjämningsfel i oejda system
1.1 Spänningsomvandlarens princip under normal drift

För en 10 kV-buss trefas 4PT-spänningsomvandlare (förbindning: Figur 1), U_A, U_B, U_C(fas-till-jordspänningar), U_L (nollsekvensspänning); U_Aa, U_Bb, U_Cc (primär vindling fas spänningar); U_a, U_b, U_c (sekundär vindling fas spänningar), 3U₀ (nollsekvensspänning). Alla PT-förhållanden:(10 kV/√3)/(57.74 V).

Under normal drift analyseras primär trefas och nollsekvensspänningar, som visas i ekvation (1). Från ekvation (1) erhålls sekundära spänningar som U_a= 57.74 V, U_b = 57.74V, U_c = 57.74V, och 3U₀ = 0V, vilket stämmer överens med sekundära spänningar för spänningsomvandlaren med en trefas öppen delta-förbindelse.

1.2 Principsanalys av PT vid enfasjämningsfel

När ett fas A-jämningsfel uppstår kan den primära sidan av spänningsomvandlaren liknas vid det som visas i figur 2. Därav är de primära vindlingarna av trefas PT, nollsekvensvindlingsimpedansen är, och U_A', U_B', U_C', U_L' är fas-till-jordspänningarna för de tre faserna och nollsekvensspänningen när ett fas A-jämningsfel uppstår, respektive.

Enligt superpositionsteoremet kan man erhålla

Enligt egenskaperna hos trefas 4PT-spänningsomvandlaren är impedansen för nollsekvensvindlingen mycket större än för fasvindlingen. Sedan kan ovanstående formel förenklas som visas i formel (3).

När ett fas A-jämningsfel uppstår är fas-till-jordspänningen för fas A 0, och spänningarna för fas B och C är 10 kV. Tillsammans med formel (3) kan fasdiagrammet under enfasjämningsfelet erhållas, som visas i figur 3.

Enligt fasdiagramanalyserna i figur 3 kan formel (4) erhållas. Därav är U_Aa', U_Bb', och U_Cc' de primära vindlings spänningarna för busen efter fas A-jämningsfelet, respektive.U_Aa'= U_A 10kV√3, U_Bb'= U_B 10kV√3, U_Cc' =U_C 10kV√3, U_L'=U_A = 10kV √3. Konverterat till sekundär sidan efter felet kan vi få U_a' = 57.74V, U_b' = 57.74V, U_c' = 57.74V, och 3U₀' = 57.74V.

Från ovanstående analys, i ett oejdat system, när ett enfasjämningsfel uppstår, är spänningarna för de tre faserna ABC alla 57.74 V, vilket stämmer överens med den normala driftsituationen. Endast nollsekvensspänningen stiger till fas spänningen, vilket ger stor förvirring åt övervaknings- och drift- och underhållspersonal. Det är svårt att bedöma att det är ett enfasjämningsfel. Dessutom eftersom felfströmmen är för liten för skyddet att starta skyddets utlösning, bringar det dolda faror för elnäts säkra och stabila drift.

2 Rättningsåtgärder

För att lösa problemet att, för spänningsomvandlaren med trefas 4PT-förbindning, när ett enfasjämningsfel uppstår, är de uppladdade trefas spänningarnas fjärrmätningar samma som under normal drift, vilket ger viss förvirring åt övervaknings- och drift- och underhållspersonal. Denna artikel föreslår att behålla den primära sidans spänningsvindlings förbindning för trefas 4PT-spänningsomvandlaren oförändrad och ändra sekundär vindlings förbindning, som visas i figur 4.

Baserat på principen analyserad i avsnitt 1.2 kan vi härleda: U_A' = U_L' + U_Aa' = 0V, U_B' = U_L' + U_Bb' = 10kV, U_C' = U_L' + U_Cc' = 10kV. Det vill säga, sekundära spänningar efter felet är U_A' = 0V, U_B' = 100 kV, U_C' = 100kV, och3U₀' = 57.74kV. Från de analyserade data, för den förbättrade trefas 4PT-spänningsomvandlaren, under enfasjämningsfel, är trefas spänningarna samma som för ett enfasfel i ett trefas fyra-trådssystem, och nollsekvensspänningen stiger också till fas spänningen.

Övervaknings- och drift- och underhållspersonal kan snabbt fastställa att ett enfasjämningsfel har inträffat i 10 kV-systemet. Tillsammans med småströmsjämningslinjevalsfunktionen kan den relevanta fel linjen snabbt tas bort.

3 Slutsats

Denna artikel föreslår en sekundär vindlings förbindnings metod för trefas 4PT-spänningsomvandlaren, vilken kan ladda upp trefas spänningars fjärrmätningar med samma egenskaper som vid enfasjämningsfel i ett oejdat system till övervakningssystemet. Således är det mer gynnsamt för övervaknings- och drift- och underhållspersonal att göra snabba bedömningar, förhindra att felet förvärras ytterligare, och säkerställa elnätets säkra och stabila drift.