基于远动技术的小电流接地系统线路保护研究

科技信息　０科教视野０　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２００７年第３１期　基于远动技术的小电流接地系统线路保护研究　冯晓宁’孙建设ｚ　（１．武汉铁路职业技术学院轨道运输系　湖北武汉４３００６３；　２．郑州铁路职业技术学院信息工程系　河南　郑州４５００５２）　【摘要】重点探讨研究小电流接地系统的特点，在此基础上进行了各保护分析研究，提出了利用远动技术和输电线路的电流纵差动保护　原理进行小电流接地系统保护和故障定位的方法　【关键词】小电流接地系统；故障；定位；远动技术；电流保护　０．引言　零序电流保护和零序功率失去作用。此外由于小电流接地系统故障电　电力系统按接地处理方式可分为大电流接地系统（包括直接接　流和正常工作电流难以区别，因此如何确定故障线路，及时消除故障　地，电抗接地和低阻接地）、小电流接地系统（包括高阻接地．消弧线圈　就成为非常关键的问题。目前解决的方法是在绝缘监视的基础上。采　接地和不接地）。我国３￣６６ｋＶ电力系统大多数采用中性点不接地或　用破坏补偿法和投入电阻法。但是这些方法都有一些缺陷。那么如何　经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。在小电流接地系　克服上述方法的不足，解决上述问题和矛盾呢？　统中，单相接地是一种常见的临时性故障，多发生在潮湿、多雨天气。　发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高．但　２．系统分析　线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可运行１～　２ｈ，这也是小电流接地系统的最大优点。但是若发生单相接地故障时　电网长期运行，因非故障的两相对地电压升高ｘ／－３倍．可能引起绝缘　如图２所示非故障相的Ｉｏｌ：ＩＩ　＋Ｉ　ｃ　Ｉ＝ＵＱｊｏ￣Ｃ１；Ｉｍ＝ＩＩ　Ｂ　＋Ｉ　ｃ２Ｉ：ｕ０　ｉ∞Ｃ２　的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常　用电。还可能使电压互感器铁心严重饱和。导致电压互感器严重过负　荷丽烧毁。同时弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏　系统安全运行。因此，值班人员一定要熟悉接地故障的处理方法．当发　生单相接地故障时．必须及时找到故障线路予以切除。　但是这种仅仅依靠工作人员的方式，不能迅速切除故障，可能会　酿成更大的故障，因此如何设立一种保护，及时可靠地切除故障，就成　为一个问题。本文就此提出一种新的设想。　１．小电流接地系统存在的问题　由于我国中性点不接地系统，在单相接地事故中．通过弧光的电　流乃是健全相对地电容电流的总和。为了减小故障总电流，往往采用　消弧线圈．如图１所示。装设消弧线圈后。接地点残流不超过１０Ａ，接　地电弧便不能维持．会自行熄灭．系统继续工作。因此为保证接地电弧　自熄。１０～３５ｋＶ中性点不接地系统电容电流超过１０Ａ时。一律应装设　消弧线圈。在此系统中．对于线路一般设置如下的保护：过电流保护、　零序电流保护。而３５ＫＶ母联开关设过电流保护、零序电流保护，３５ＫＶ　母线设过压、失压保护。　Ａ　＾　图２消弧线圈接地系统电流分布图　而故障相１０，＝Ｉ　Ｉ．　＋Ｉ　＋Ｉ　Ｉ＝３ＵＱｊ￣ｏ（Ｃ３＋Ｃ２＋Ｃ１）－Ｉ　Ｌ而且要求它呈　现感性。任一Ａ相发生接地，即等于全网络Ａ相接地。这样造成故障　相和非故障相的电流数值相差不多．无法根据电流的大小来启动保　护。　３。基于远动技术的小电流接地系统保护研究　为了解决上述问题，本文利用输电线路的电流纵差动保护原理和　远动技术实现小电流接地系统单相对地故障的迅速切除和故障定位。　图１消弧线圈接地系统　对于城市轨道交通供电系统常常出现双电源供电的场合，即有两　个或者两个以上的电源向某一牵引变电所供电，稍微复杂一点，此时　它的电路模型如图３所示：　之所以采用消弧线圈，是为了提高供电的可靠性，安装消弧线圈，　此举减小了短路电流，使得系统容易熄弧，减小了过电压的危害和系　统振荡的危害，防止事故扩大，也不至于损坏设备绝缘。但却使得系统　不足以启动电流保护。从而影响故障线路的可靠切除，这样熄弧和可　靠保护二者之间出现了矛盾。同时由于故障线路和非故障线路，在进　行过补偿后．所谓过补偿是指使补偿后的短路电流，呈现感性。防止因　全补偿和欠补偿而引起的过电压对电气设备的损坏。但是补偿后却使　得故障线路和非故障线路上的偏移电压和电流关系相位关系相同，使　１　‘　图３双电源电流纵差动保护示意图　（下转第４２页）　７６　维普资讯 http://www.cqvip.com 科技信息　０本刊重稿０　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ玎　０肼ＡＴ１０Ｎ　２００７年第３１期　民，先本地、后外地”的原则，农民工从事的多是“脏、险、苦、累、差、重”　的工作，这种二元劳动市场使农民工成为城市的二等公民。　３．７农民工社会保障立法存在的问题４．３建立具有农民工特色的弹性社会养老保险、工伤保险制度　４．３．１建立弹性的个人账户　建立按投保人身份证号码进行全国　我国农民工社会保障立法　统一编号的个人实名账户，实行缴费确定型的完全储备积累的制度模　处于初刨时期，很不完善。第一，全国立法少，地方立法多。而在地方立　式。在基本制度框架全国统一的前提下，缴费基数、费率或缴费额可在　法中，层次低、效力弱，政策性强，稳定性差。第二。全国立法与地方立　规定范围内选择和浮动。　法之间，各地立法之间相互冲突。各地的险种设置、缴费主体、缴费比　４．３．２建立政府对个人账户的弹性补贴机制　建立调整养老金、　例、享受方式以及享受标准都不尽一致。　工伤保险待遇的专项调剂基金账户；将部分政府补贴用于建立待遇调　４．积极发展农民工社会保障的对策　整账户，主要用于防范基金风险，即建立缴费的增长机制和待遇调整基　　我国经济持续高速增长了二十年。市场经济体制、国家法律制度、　金机制，以增强制度的适应性。国家财力和政府承受能力已逐步增强，目前。我国已具备了完善农民　４、３．３工伤保险制度应该优先确立工伤保险制度优先建立的保　项目成本亦不高，对农民　工社会保障体制的条件，初步建立农民工社会保障机制的时机已经成　障项目不存在账户积累与保险关系接转问题，熟，为了改善农民工社会保障的现状，解决好上述矛盾应从以下几点　工来说是一种迫切需要的职业伤害风险分散机制，能保证其一旦遭受　人手：　职业伤害就可以得到相应的赔偿；对用人单位来讲则是建立在＜劳动　４．１推进户籍制度的改革户籍制度改革的根本目的是顺应我国　法》和《工伤保险条例》基础之上的工伤赔偿机制，从费用上讲，企业也　从农村农业社会向城市工业社会转变．使社会管理制度与市场经济相　完全能够承受：政府部门负责组织赔偿亦较容易操作。　协调。改变城乡二元体制，消除附加在户口上的城乡居民权利不平等　４．４努力提高农民工自身素质各地有关部门应把农民工的培训　的制度，保障公民迁徙和居住的自由。以有利于农民向非农产业及城　工作作为一项重要任务来抓，结合当地实际，制定专门的培训计划，提　镇转移和工业化城镇化发展。改革的制度取向，不是取消户籍登记管　高农民工素质。在组织劳务流出时，政府要搞好农民工外出前的基本　理，而是剔除附在户籍上的不合理的制度；既不应该让城镇人口继续　权益保护、法律知识、城市生活常识、寻找就业岗位等方面的培训和知　维持因为户籍身份而享有的特殊利益．也不应该要求进入城市的农村　识普及工作，提高农民工遵守法律法规和依法维护自身权益的意识。　人口去分享旧城市人的特殊利益，而是进一步剥离与户籍直接联系的　流出地和流入地政府要充分利用社会现有的教育资源．委托具备一定　福利。让户口只具有标志居住地的意义，实现城乡人口的平等权利。在　资格条件的各类职业培训机构为农民工提供形式多样的培训。为农民　户口失去特殊福利含义的条件下，打破城乡分割、区域封闭，实行以固　工提供的劳动技能性培训服务，应坚持自愿原则，由农民工自行选择并　定住所和稳定就业、收人为依据申报城镇户口的政策。适应农民工向　承担相关费用，政府可给予适当补贴。通过有效的培训，提高农民工在　稳定的城市市民的转变；平等对待新进城落户居民与原城镇居民的权　劳动力市场上的竞争力，使其能够应聘到工资较高的岗位，增强运用法　力和义务，逐步实现人口的自由迁徙。建立起城乡一体的户籍管理制　律武器的意识，进一步改善其生活状况。　度。　４．２发挥法律在农民工社会保障中的作用对于已有的关于农民　【参考文献】　工社会保障的国家立法和地方立法，如何解决法律体制现有问题对农　［１］李真．工殇者．农民工职业安全与健康权益论集［Ｍ］．北京：社会科学文献出版　民工社会保障具有深远意义。适当增加国家立法数量的同时减少地方　社．２０ｏ５．　立法的数量。提高地方立法的层次、效力，改善政策性、稳定性。对农民　［２］焦元平．夏卫凯．农民工社会保障问题分析及建议［Ｊ］，国策省情，２００６年第ｌ２　工更具有操作性；国家立法与地方立法、地方立法与地方立法之间的　期．　险种设置、缴费主体、缴费比例、享受方式以及享受标准采取科学的设　［３］佚名．（新规）为农民工撑起保护伞［Ｎ］．半岛都市报，２００５－０３—２９．　［４］邹剑锋．农民工：热点问题还要“热”多久［Ｎ］．中国经济报，２００５－－０３—１６．　置办法，解决不一致的矛盾。对于农民工维权，可以采取一些操作性更　强的方法。如：设立劳动法庭或独立的劳动仲裁法院，为农民工维权开　［责任编辑：汤静］　辟专用通道。　（上接第７６页Ｊ正常时Ｉ　和王Ｎ大小相等，方向相同，其差值几乎　为零．此时１ＤＬ和２ＤＬ不动作。为了保证一定的可靠性和裕度可以利　Ｉｄ：　而Ｘｌ＋Ｘ２＝Ｌ＇　是线路单位的电阻值’Ｅ　和　是确定　用ＩＩ　一ＩＮＩ≤Ｋｏ时，１ＤＬ和２ＤＬ不动作。Ｋ值的确定可以按下列原则选　的数值，Ｉｄ－和　可以通过测量的得到，　－一　Ｉ￣　＇Ｎ　取。可以考虑选取两电流互感器的误差之和，即Ｋｏ＝Ｉ　Ｘｎ　％＋ＩＮｘｎ２％。　故障时。在绝对对称的情况下，而且故障点在线路的中间某以微　小的区域时。此时Ｉ　和Ｉ　大小相差较小，如果单从数值上，此时可能　因此解方程得：＿＿Ｉｄｌ：　ＥＭＸ，　设　＝酱：Ｋ　满足ＩＩ　一Ｉ　Ｉ≤Ｋ时，而是１ＤＬ和２ＤＬ不动作，造成保护出现死区。但　所以ＸＩ＝Ｌ＿　Ｊ一而ｘ２：　Ｊ＿，可以很迅速地查找出故障的位置。　其方向相反。如图３所示。因此可以利用方向继电器，即电压互感器和　电流互感器组成方向继电器．将其信号作为判断内部故障的依据，只　可以满足在短时间内排除故障的要求，同时缩短了停电时间，可以充　要二者的方向相反。即只要Ｍ侧和Ｎ侧的方向继电器一个为正一个　分发挥小电流接地系统的优点。　为负。就可以启动执行程序，作用于１ＤＬ和２ＤＬ切除故障，克服了电　４．结语　流保护中由于故障电流较小而无法启动的弊端和由于补偿后零序电　这套保护利用远动技术的传输控制网络，借助于现有的设备，可　流保护和零序功率保护失效的弊端。这样只有故障线路的电流不满足　以很好地解决安装消弧线圈的小电流接地系统的单相对地短路故障　　ＩＩＭ—ＩＮ　Ｉ≤Ｋｏ，作为１ＤＬ和２ＤＬ的动作条件，而且这个启动条件非常简　的定位和　切除问题，从技术上和设备上都具有一定的意义和现实价　单。　值。　但是由于Ｍ侧和Ｎ侧距离很远，因此这个比较需要借助于远动　技术，在Ｍ侧和Ｎ侧分别进行采集板的改进，并通过远动技术的通信　作者简介：冯晓宁（１９６２～），女，汉族。湖北武汉人、，１９８３年７月毕　网络将结果送到调度端，在调度端进行软件的判断，然后再把判断的　业于北方交通大学电信系铁道信号专业，工学学士学位。现任武汉铁　结果传输到终端，即把执行命令分别送到Ｍ侧和Ｎ侧，通过执行系　路职业技术学院轨道运输系高级讲师。从事铁道信号自动控制研究。　孙建设，男，１９５６年１月出生，汉族，河南鲁山县人，１９８２年１月　统．实现对１ＤＬ和２ＤＬ操作。　对于双电源供电系统，其故障定位方法如下：　毕业于上海铁道学院电信系铁道信号专业，工学学士学位。现任郑州　这个保护的另一个好处是可以进行故障的准确定位。由于进行了　铁路职业技术学院信息工程系教授。主要从事电子技术与自动控制方　补偿．因此可以忽略感性电流和容性电流，其数学模型可以简化为：　面的教学与研究。　［责任编辑：韩铭］