含分布式电源的小电流接地系统的单相接地故障分析

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摘 要： 分布式发电是一种与传统的供电模式不同的新型供电模式，大多直接接入配电网。由于分布式电源的特殊性，会对配电网产生一定的影响。选取小电流接地系统发生单相接地故障时的情况，分析分布式电源对其稳态的影响，并用Matlab仿真验证结论。

关键词： 分布式电源；小电流接地；故障分析

中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0220161－01

0 前言

分布式电源（DG：distributed generation）是指在用户附近配置较小的发电机组，与环境兼容、节约能源的发电装置。从可持续发展、国家能源战略和降低环境污染的观点看，发展分布式能源技术是必然选择。随着大量DG接入配电网，使传统的配电网的供电结构发生了变化，配电网从一个单一源点供电的网络变为遍布式电源供电的网络。研究分析DG接入配电网后对保护的影响具有重要意义。本文研究了配电网接入DG后，小电流接地系统发生单相接地故障时的信号特征，通过比较验证，定性分析出DG对故障信号的影响。

1 小电流接地系统故障信号分析

含DG的小电流接地故障分析当故障线路含DG时，接地电流和线路的电容电流的分布会发生变化，如图1所示：

图2 DG在接地点下游时，小电流接地电网单相接地故障示意图及其稳态零序等效网络。对于DG在接地点上游的情况如下图3所示：由图2、图3可以看出，虽然电容电流的分布发生了变化，但是流过保护安装处的零序电流变化很小，仍为其他线路零序电流之和，即：

其功率方仍然不变，所以稳态接地选线系统几乎不受影响。为了验证上述分析，对其进行仿真验证。

2 仿真及验证

仿真系统采用为六条架空出线的110KV变电站，电压器为 型接线。模型参数的确定：

1）线路参数。仿真模型采用文献[5]提供的架空线路标准参数，即：线路正序阻抗 =（0.17+j 0.38）Ω/km，零序阻抗 =（0.23+j1.72）Ω/km，正序对地导纳 =（j 3.045）μS/km，零序对地导纳 =（j 1.884）μS/km。

2）变压器参数。原边电压110kV，副边电压10.5kV；高压侧的单相对中性点线圈电阻0.40Ω，感抗12.2Ω；低压侧的单相线圈电阻0.006Ω，感抗0.183Ω；励磁电流0.672A，励磁磁通202.2Wb，磁路电阻400kΩ。变压器的额定容量为40000kV・A，空载损耗为35.63kW。

3）负荷参数。实际系统负荷千差万别，同一线路各相之间负荷也不相同，为简便起见，这里各条线路等效负荷阻抗统一采用 =（400+j20）Ω。

4）消弧线圈参数。在仿真消弧线圈接地系统时，系统设为过补偿，补偿度为8%。根据线路参数及长度可以计算出消弧线圈电感为

其串联电阻的阻值按消弧线圈感抗值的10%考虑，即 =252Ω。

从理论分析跟仿真波形可以看出，当分布式电源在故障线路时，对基于稳态的接地选线装置影响很小，可以忽略。

3 结论

文章分析了小电流接地选线系统含DG时发生单相接地时的电流分布情况，通过仿真证实了结论，但是当分布式电源出现在非故障线路时的情况及DG对暂态选线的影响尚未涉及。

参考文献：

[1]张新慧，基于Prony算法的小电流接地故障暂态选线技术[D].山东：山东大学，2008.10.

[2]吴蕾，分布式电源对配电网保护的影响及对策[D].北京：华北电力大学，2008.12.