Problemas en el Umbral de Resistencia a Tierra de la Red de Distribución y Cálculo

Resumen de Problemas Relacionados con el Umbral de Resistencia de Tierra en la Red de Distribución y su Cálculo

En la operación de la red de distribución, la insuficiente capacidad para identificar la resistencia de tierra es un problema clave que afecta el juicio de fallos. Para establecer razonablemente el umbral, se deben considerar de manera integral múltiples factores.

I. Dificultades y Direcciones en el Equilibrio de Umbrales

Las condiciones de operación de la resistencia de tierra son extremadamente complejas. Los medios de tierra pueden incluir ramas de árboles, el suelo, aisladores dañados, pararrayos dañados, arena húmeda, césped seco, pradera seca, césped húmedo, hormigón armado, pavimento asfáltico, etc. Las formas de tierra también son diversas, incluyendo tierra metálica, descarga por rayo, tierra por rama, tierra de resistencia (subdividida en baja resistencia y alta resistencia, y también hay tierra de resistencia extremadamente alta, y no hay un estándar autoritativo para dividir entre alta resistencia y baja resistencia).

También existen formas de tierra arco como tierra por falla de aislamiento, tierra por desconexión, arcos de descarga de brecha corta, arcos de descarga de brecha larga y arcos intermitentes. Para equilibrar el umbral entre sensibilidad y confiabilidad, es necesario combinar los datos reales de operación de la red de distribución, la proporción de tipos de fallos, realizar numerosas simulaciones y pruebas de campo, analizar las características de la resistencia de tierra bajo diferentes condiciones y formas de operación, construir un modelo de cálculo de umbral que abarque múltiples factores influyentes, y ajustar dinámicamente el umbral.

II. Valor Clave del Cálculo de la Resistencia de Tierra

Para el problema de la tierra de alta resistencia, calcular el valor de la resistencia de tierra es de gran importancia para el juicio de fallos. Debido a la alta dificultad para identificar fallos de tierra de alta resistencia, calcular con precisión el valor de la resistencia puede proporcionar una base central para juzgar la naturaleza del fallo y localizar el punto de fallo, ayudar al personal de operación y mantenimiento a manejar rápidamente el fallo, y evitar la expansión del fallo.

III. Optimización del Proceso de Confirmación de Fallos de Tierra

Después de que ocurre un fallo de tierra, se pueden extraer las variaciones del valor de muestreo de corriente trifásica, combinadas con datos como voltaje y componentes de secuencia cero, y se pueden usar algoritmos (como transformada wavelet, análisis de Fourier, etc.) para procesar la señal, identificar con precisión las características del fallo, sentar las bases para el cálculo posterior de la resistencia y el juicio del umbral, y mejorar la precisión y la oportunidad de la detección de fallos de tierra.

Confirmar el fallo de tierra: Después de que ocurre un fallo de tierra, tomar la variación de los valores de muestreo de corriente trifásica：

N es el número de puntos de muestreo en un ciclo de frecuencia de red.

Supongamos que hay un fallo en la Fase A. El cálculo es la diferencia entre el valor de muestreo de la corriente de la fase con fallo y el valor promedio de la variación de los valores de muestreo de las corrientes de las dos fases sin fallo.

Dejemos que la capacitancia a tierra de cada fase de la línea sea c. Las corrientes trifásicas que fluyen a través del terminal de la línea son i_A, i_B y i_C respectivamente; las corrientes de capacitancia de cada fase a tierra son i_CA, i_CB y i_CC respectivamente; las corrientes de carga de línea de cada fase son i_LA, i_LB y i_LC respectivamente.

En una red eléctrica real, las corrientes de carga trifásica de la línea permanecen inalteradas antes y después de que ocurra un fallo, es decir, iLA＝i′LA，iLB＝i′LB，iLC＝i′LC.

Entonces, la variación de la corriente de cada fase de la línea con fallo antes y después del fallo se puede calcular como:

Confirmación del valor de la corriente de fallo a tierra: la diferencia entre la variación del valor de muestreo de la corriente de la fase con fallo y el promedio de las variaciones de los valores de muestreo de las dos fases sin fallo en la línea con fallo：

Entonces, el valor de la resistencia de fallo a tierra se puede calcular como: