Page 25 - 电力与能源2021年第二期

王 磊, 等: 物联网下谐波电流差动保护在小电流接地系统中的选线及定位研究 1 3
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动电流都远大于区外故障时两次谐波零序电流之
和, 灵敏性远远高于基波零序电流差动保护, 但缺
点是受过渡电阻影响极大, 随着过渡电阻的增加,
谐波零序电流迅速减小。随着人民生活水平的提
高, 实际运行的配网中含有大量整流、 电弧炉及电
气机车等谐波源, 谐波零序电流较多, 减小了过渡

电阻的影响。
由于配网中有时采用三角形 的 接 线 方 式, 3
次谐波电流会在绕组内形成环流, 故采用 5 次谐
波零序电流。在表 3 中, 由 d 3 故障可见, 故障线
路两侧均有较大谐波零序电流, 故障线路至末端

变压器间线路越长, 零序谐波电流越大。 d 3 与 d 2
图 4 d 1 故障时线路 1 两侧 5 次谐波零序电流幅值
故障的区别是线 路首端与末端谐波零序电流不
比数值大大增加。而正常运行时, 由于系统电流 同, 由于谐波时电感值增大 5 倍, 不同位置故障使
不含谐波, 3 , 5 次谐波零序分量为零; 即使正常运 得零序电压分布不同, 进而造成零序电流分布发
行时由于非线性负荷使得系统含有少量 3 , 5 次谐
生变化, 可见此时灵敏性很高。在表3中, d 4 与d 3
波, 本线路内没有故障点, 故两侧 3 , 5 次谐波零序 故障时线路42两侧电流相位相反但是幅值变化不
分量之和为零。因为线路 1 末端所接变压器高压 大, 这是由于其相对电缆线路架空线谐波零序电流
侧为 Y 接线方式, 因此远离母线侧测得 3 , 5 次谐 较小, 可以忽略不计。如果电缆馈线多于两条, 故
波零序分量为零, 与是否发生单相接地无关。 3 障线路后存在电缆线路, 则与 d 3 故障时故障线路
次谐波零序电流值如表 3 所示。 5 次谐波零序电 情况相似, 不会出现无法定位故障的问题。
流值如表 4 所示。 综上所述, 由表 4 可以看出, 以 5 次谐波零序
电流方向规定母线流向线路为正。从表 3 和 电流幅值比较差动保护, 在通常情况下可以有效
表 4 可得, 3 , 5 次谐波在线路区内发生故障时差 将故障点定位。
表 3 3 次谐波零序电流值

线路 1 线路 2 线路 41 线路 42
参数
三次谐波零序电流值 / A 三次谐波零序电流值 / A 三次谐波零序电流值 / A 三次谐波零序电流值 / A
故障位置 过渡电阻 / Ω 母线侧 对侧 母线侧 对侧 母线侧 对侧 母线侧 对侧
0 -53.0 0 18.0 0 35.0 -34.8 34.8 0.8
d 1
100 -14.0 0 4.0 0 12.0 -11.7 11.7 0.2
0 0.3 0 18.0 0 -18.0 -28.0 28.0 0.8
d 2
100 0.2 0 4.0 0 -4.0 -9.0 9.0 0.2
0 0.3 0 22.0 0 -22.0 -33.0 33.0 0.8
d 3
100 0.2 0 4.5 0 -4.5 -10.8 10.8 0.2
0 0.3 0 22.0 0 -22.0 22.0 -22.0 0.8
d 4
100 0.2 0 4.5 0 -4.5 4.5 -4.5 0.2
表 4 5 次谐波零序电流值

线路 1 线路 2 线路 41 线路 42
参数
五次谐波零序电流值 / A 五次谐波零序电流值 / A 五次谐波零序电流值 / A 五次谐波零序电流值 / A
故障位置 过渡电阻 / Ω 母线侧 对侧 母线侧 对侧 母线侧 对侧 母线侧 对侧
0 -73.0 0 30.0 0 45.0 -44.0 44.0 -1.0
d 1
100 -10.0 0 4.0 0 6.0 -5.8 5.8 -0.2
0 0.5 0 20.0 0 -21.0 -35.0 35.0 -1.0
d 2
100 0.1 0 4.0 0 -4.0 -12.0 0.3 -0.2
0 0.5 0 54.5 0 -55.0 -45.0 45.0 -1.0
d 3
100 0.1 0 11.0 0 -11.0 -15.0 15.0 -0.2
0 0.5 0 54.5 0 -55.0 55.0 -55.0 1.0
d 4
100 0.1 0 11.0 0 -11.0 11.0 -11.0 0.2