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rtds 配电网 基于PSCAD与RTDS的配电网小电流接地故障仿真结果浅析

2018年02月07日 来源:rtds 配电网 大字体小字体

  4.小结

  如图2是利用实时仿真软件RSCAD建立的10kV小电流接地系统典型的RTDS模型,模型中含有的主要模块为:三相10kV交流电力系统(用一台等值发电机表示)、三相双绕组降压变压器、消弧线圈、电缆、架空线路、负荷潮流、故障发生装置、谐波源等。在实际仿真时,各参数可根据实际电网的参数进行设置,这样更有利于模拟现场电网的实际运行情况,更符合现场实际。

  3.1.1故障发生时刻电压初始相角大小不同的影响

  为了研究分析故障点位置的不同对故障选线结果的影响,本文在仿真模型中线路不同地点设置配电网单相接地故障,在不同的工况下进行了大量的仿真试验,在此限于篇幅仅选取部分试验结果见表2。由表2可知,故障位置对选线结果几乎没有影响。

  1.基于PSACD的配电网小电流仿真模型的搭建[11-13]

  本文拟通过实时仿真软件RTDS与非实时仿真软件PSCAD,搭建配电网单相接地故障仿真模型,仅选取单相故障发生的故障位置及故障发生的电压此时的初相角大小对于仿真测试结果的影响,通过分析比较两种仿真软件的仿真结果,得出相应地结论。其他故障条件的影响在此限于篇幅不再累述。

  3.2.1故障发生时刻电压初始相角的影响

  配电网基本接地方式可根据配电网发生单相接地故障时流过的故障电流大小分为大电流接地系统和小电流接地系统。国外许多国家像美国、日本等的配电系统普遍采用大电流接地方式;我国配电网沿用前苏联电力系统设计思路,一般采用小电流接地方式。小电流接地方式突出优点为:电力系统在发生单相接地故障后其三相线电压仍然保持着对称状态性,不会影响电力系统对用电负荷的供电,供电可靠性较高,与当前供电服务系统提高供电可靠性,大力推行优质供电服务息息相关,但电力规程规定,中性点非有效接地系统发生单相接地故障后,允许继续运行2h,且在此期间供电部门应尽快检测出故障线路以防止故障扩大,影响配电网的稳定性[1-4]。小电流接地系统在发生单相接地故障时,其故障信号故障特征有时并不十分明显,且故障的暂态信号幅值比稳态信号大,而由于暂态过程持续时间极其短暂,以目前已有的检测手段和技术,有时十分难以检测到其暂态特征信号,加之单相接地故障电弧很多时候为间歇的不稳定电弧和各种不平衡电流的影响,使得小电流选线装置在很多情况下难以正确动作[5-10]。

  7、《基于储能的大型新能源电站主动支撑技术研究及应用》国家电网公司龙8娱乐国际项目

  3.仿真结果分析

  3.2.2故障发生的位置不同对仿真结果的影响

  对于PSCAD配电网仿真模型,为了研究单相接地故障发生时刻电压初始相角对配电网单相接地故障选线结果的影响,在此次仿真中,我们假定对发生时刻电压初始相角在0°~90°之间变化,进行了大量仿真试验,在此仅选取部分试验结果见表1。由表1中数据可知当过渡电阻比较小时,选线结果正确可靠,不受故障电压初始角的影响;但当过渡电阻较大时,随着故障电压初始角的减小,被误选母线的概率增大。

  摘要:我国配电网普遍采用采用小电流接地方式。此种接地方式虽然能够提高配电网供电的可靠性,但在发生单相接地故障时,故障信号特征量并不明显,难以提取和捕捉。利用仿真软件可以对故障信号量进行模拟提取和分析,对配电网小电流接地故障进行模拟分析。因此本文即是利用仿真软件PSCAD和RTDS,搭建相应地配电网仿真模型,随机选取其中两个故障条件,通过对两种仿真软件仿真结果的分析比较,最终得出相应地结论。

  3.1基于PSCAD的小电流选线仿真结果分析[11-13]

  正文快照:当前对配电网中消弧选线装置的出厂调试测试手段比较落后,试验项目比较单一,较难反映出消弧选线装置在实际运行配网中的工作情况。利用RTDS实时数字仿真系统建立一个配电网经消弧线圈接地的仿真系统,对消弧选线装置进行各项功能的闭环测试,为该类装置的测试提供一种新方法。RT

  3.1.2故障发生的位置不同对仿真结果的影响

  由于配电网中性点加装消弧线圈后,在配电网的中性点存在一电感,可对故障电流起着补偿的作用,根据加装消弧线圈的大小不同,补偿方式可分为过补偿、欠补偿和全补偿,因而使得在实际中故障选线更加难以正确选出故障线路,所以本次仅选取加装消弧线圈的架空线与电缆线路加以仿真分析,经过大量仿真试验选取线路中间作为比较,如图4所示。限于篇幅,其他仿真试验波形图在此不再累赘。

  1引言配电网网损计算是配电网经济运行、无功优化及电网技术改造等的基础。通过理论线损计算便于运行管理部门进行分析,从而采取切实可行的降损措施,以达到最大的经济效益。线损计算是电力系统的传统问题,在理论上有多种计算方法。在一些精度要求不高的场合,采用估算的方法、估算与潮流计算相结合的方法(如等效电流分布法、等值电阻法、各种回归分析法等);在精度要求稍高的场合下,多使用潮流计算方法(如等效节点功率法、损耗功率累加法等)。配电网与输电网相比,具有闭环结构、开环运行的特点,稳态运行时网络结构多成辐射状,PV节点少,PQ节点多,由于随机性而使三相负荷不平衡,配变一般采用△/Y0接法。针对以上特点,用估算的方法精度不高,用潮流算法计算时间长、效率低,而且更多情况下都是经过特殊处理,没考虑配电网三相不平衡问题。目前,配网中广泛采用负荷控制、负荷远测等配网自动化装置,配网中配变电流的大小和相位已能得到,可作为已知数据直接进行网损计算,本文正是基于这个前提提出快速计算方法。2快速计算法快速计算法主要是用对称分量法处理负荷的三相不平衡,通过基尔霍夫电流定律求出全网每条线路的电流,最终得到能量损耗。配电网中一般架空电网变电所出口电压的不对称度一般不超过0.5%~1.5%,因此本文在线损计算过程中假设系统电源电压对称且为某一定值。2.1线路损耗的处理2.1.1三相不平衡问题的处理已知配变低压侧电流Ia,Ib,Ic,功率因数角a,b,c可得到三相不平衡电流配电网变压器一般采用△/Y0接法,故高压网不存在零序电流。由对称分量法求得低压侧正序、负序分量如下:

  0引言

  3.2基于RSCAD的配电网小电流选线仿真结果分析[14-16]

  在PSCAD中建立配网系统模型,其中架空线路采用Bergeron模型,见图1。图1中的LINE-1、LINE-2、LINE-3和LINE-4为正常负荷运行的线路,10kV三相电压是由35kV电源与35kV/10kV的变压器构成;电源初始相位假设为0°、45°和90°(采用其他角度也可进行比较,为了方便,本文仅选取了三个典型的电压初始相位角),单相接地故障的设置为采用经一定数值的过渡电阻接地。为了排除其他因素的干扰和便于分析对比,本次仿真模型的参数的设置为4条回路除线路长度不同外其余线路参数应完全相同且布置对称。

  在本次RTDS仿真试验中,我们预设线路5为发生单相接地故障的线路,针对配电网不同的接地方式,经过大量仿真试验,限于篇幅,在此仅选择2幅图进行比较,从图3仿真波形图较易发现故障线路5的暂态零序电流与正常线路的暂态零序电流相位相反,据此可以判断出故障线路。

  Abstract:DistributionnetworkinChinacommonlyusedinthesmallcurrentgrounding。Althoughthisgroundingmodecanimprovethepowersupplyreliabilityofdistributionnetwork,thefaultsignalfeatureisisdifficulttoextractandcapturewhenthesingle-phasegroundingfaulthappens.Byusingthesimulationsoftwarecansimulatetheextractionandanalysisoffaultsignal,wecanalsosimulatethedistributionnetworkofsmallcurrentearthfault.Byrandomlyselectingtwofaultconditionsandbuildingthecorrespondingdistributionnetworksimulationmodel,Throughanalysisoftwokindsofsimulationsoftwaresimulationresults,Thepaperfinallydrawstherelevantconclusions.

  2.基于RSACD的配电网小电流单相接地故障仿真模型的搭建[14-16]

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