小电流接地电网单相电弧接地故障分析及仿真研究

电力系统中性点接地方式多种多样,我国中压配电网络主要采用中性点不接地、中性点接消弧线圈接地等小电流接地方式。单相电弧接地故障是中压配电网络中的主要故障形式。目前,对单相接地故障的模拟,多视为金属性接地或者是经一个固定阻值的电阻接地。对电弧性接地故障,采用上述模型的仿真结果不能准确的反映实际情况,建立准确的接地电弧模型对于故障分析是十分必要的。 本文比较了现有的几种电弧模型的优缺点,在现有电弧模型的基础上建立了接地电弧模型,在PSCAD平台上构建了10kV配电网络模型及接地电弧模型。通过与实际实验波形比较,表明接地电弧模型能有效地反映接地电弧的性质。然后将此模型用于仿真分析多种不同的间歇性电弧接地故障,其过电压倍数符合实际情况,从而间接地证明了接地电弧模型的正确性。对于不同类型的消弧线圈,本文通过不同的评价指标对它们在发生单相电弧接地时的灭弧能力进行了评价。最后,本文提出了一种依据故障相电压稳态波形中基波含量的大小来区分故障类型的方法,结合比较中性点电压与故障前A相电压的相角差θ的辨识方法,就能有效地区分出金属性接地、高阻接地和电弧接地这三种典型接地故障,经过仿真和实验验证,证明了该方法的正确性和有效性。本文的工作为今后进一步研究小电流接地系统单相接地故障打下了坚实的基础。