“S注入法”與電壓互感器的特殊接線(xiàn)方式

基于“S注入法”的選線(xiàn)定位保護(hù)新原理的TY系列選線(xiàn)定位保護(hù)已大量運(yùn)行于國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)。“S注入法”需通過(guò)電壓互感器向故障系統(tǒng)注入檢測(cè)信號(hào)，而為了消諧等目的，電壓互感器有多種特殊的接線(xiàn)方式。本文對(duì)這些特殊的接線(xiàn)方式進(jìn)行了分析，論證說(shuō)明了這些特殊接線(xiàn)方式既能夠滿(mǎn)足消諧的需要，又可以適合于“S注入法”選線(xiàn)定位。
關(guān)鍵詞：小電流接地系統(tǒng)；S注入法；電壓互感器；接線(xiàn)方式

A S's Signal Injection Method and Connection Mode of Voltage Transformer

WAN Hui, HU Ke, SANG Zai-zhong

School of Electrical Engineering , Shandong University, Shandong Province, 250061.

Abstact: A series of TY protections based on the S's signal injection method have been widely applied for fault line selection and fault point location in power system in China. Several special connection modes of voltage transformer are needed to eliminate harmonic components because the diagnostic signal is injected through voltage transformer. The special connection modes are analyzed in the paper. And they not only meet the need of eliminating harmonic components but also adapt to fault line selection and fault point location by the S's signal injection method.
Keywords: Power System with Floating Neutral Point ; the S's Signal Injection Method ;Voltage Transformer; Connection Mode

0 引言
在小電流接地系統(tǒng)中，單相接地故障的選線(xiàn)定位和消除系統(tǒng)的鐵磁諧振，都是備受關(guān)注的研究課題。“S注入法”的選線(xiàn)定位原理，成功地解決了選線(xiàn)定位問(wèn)題，根據(jù)該原理研制出的TY系列選線(xiàn)保護(hù)已大量運(yùn)行于國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)，取得了較好的應(yīng)用效果。電網(wǎng)的鐵磁諧振，主要是由電壓互感器的勵(lì)磁電抗與系統(tǒng)分布電容間發(fā)生諧振引起的，通過(guò)對(duì)電壓互感器特殊接線(xiàn)，改變其勵(lì)磁電抗的大小，有望能解決鐵磁諧振問(wèn)題。但特殊接線(xiàn)可能會(huì)對(duì)“S注入法”向系統(tǒng)注入信號(hào)產(chǎn)生影響。
本文在簡(jiǎn)要介紹“S注入法”選線(xiàn)定位原理的基礎(chǔ)上，對(duì)電壓互感器的特殊接線(xiàn)方式進(jìn)行了分析，論證說(shuō)明了這些特殊接線(xiàn)方式既能夠滿(mǎn)足消諧的需要，又可以適合于“S注入法”選線(xiàn)定位。

1 “S注入法”原理
“S注入法”是1993年曾提出的一種用于小電流接地系統(tǒng)單相接地選線(xiàn)定位新原理。選線(xiàn)原理[1]如下：
“S注入法”是利用單相接地故障時(shí)原邊被短接，暫時(shí)處于不工作狀態(tài)的接地相PT人為向系統(tǒng)注入一個(gè)特殊信號(hào)電流，用尋跡原理即通過(guò)檢測(cè)、跟蹤該信號(hào)電流的通路來(lái)實(shí)現(xiàn)接地故障選線(xiàn)定位。注入信號(hào)電流的基波頻率f0位于工頻n次諧波與n+1次諧波之間(n為正整數(shù))。原理示意圖如圖1所示。

正常運(yùn)行時(shí)，UAN=UBN=UCN=57.7V，ULN=0V，主機(jī)不輸出信號(hào)電流。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)(以A相接地為例)，UAN=0V，UBN=UCN=ULN=100V。主機(jī)根據(jù)PT二次電壓的變化，自動(dòng)判斷為A相接地，并向AN輸出信號(hào)電流，如圖1中虛線(xiàn)⑴所示。此信號(hào)電流必然感應(yīng)到PT原邊，其通路如圖1虛線(xiàn)(2)所示，此電流沿接地線(xiàn)路接地相流動(dòng)并經(jīng)接地點(diǎn)入地。可見(jiàn)，只有故障線(xiàn)路的故障相才有此信號(hào)電流。因此，用尋跡原理可判斷出接地故障線(xiàn)路及接地點(diǎn)位置。

2 “S注入法”與電壓互感器接線(xiàn)分析
TY系列選線(xiàn)保護(hù)在運(yùn)用實(shí)踐中，常常遇到電壓互感器的特殊接線(xiàn)方式，加零序PT就是最常見(jiàn)的一種，其接線(xiàn)如圖2所示。

該接線(xiàn)中，將PT二次側(cè)的開(kāi)口三角直接短接，形成3n次諧波通路，并使A、B、C三相互感器零序阻抗為零。所加零序PT的變比為線(xiàn)路接于三相PT二次中性點(diǎn)為N端子之間，線(xiàn)圈接三相PT二次中性點(diǎn)為L(zhǎng)端子之間，三繞組的同名端如圖2所示。正常運(yùn)行時(shí)，只有正序電壓，零序電壓互感器T0三線(xiàn)圈電壓為零。當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí){以A相為例}，UAN=0,UBN=UBA ,UCN=UCA ,用對(duì)稱(chēng)分量法對(duì)三相電壓進(jìn)行分解，其向量圖如圖3所示。