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10kV配电网单相接地故障隔离方法的研究
摘要
在10kV配电网中，单相接地故障是一种常见的故障，对电力系统的运行造成很大的影响。因此，研究10kV配电网单相接地故障隔离方法，具有重要的理论和实践意义。本文结合实际工程案例，探讨了基于方向性过流保护和零序电流保护的单相接地故障隔离方法，分析了各种隔离方法的优缺点，并提出了改进方案。结果表明，基于方向性过流保护和零序电流保护相结合的故障隔离方法能够有效地隔离10kV配电网中的单相接地故障。
关键词：10kV配电网；单相接地故障；方向性过流保护；零序电流保护；隔离方法；改进方案
Abstract
Single-phasegroundingfaultisacommonfaultin10kVdistributionnetwork,whichhasagreatimpactontheoperationofpowersystem.Therefore,studyingtheisolationmethodsofsingle-phasegroundingfaultin10kVdistributionnetworkhasimportanttheoreticalandpracticalsignificance.Basedonpracticalengineeringcases,thispaperdiscussestheisolationmethodsofsingle-phasegroundingfaultbasedondirectionalovercurrentprotectionandzero-sequencecurrentprotection,analyzestheadvantagesanddisadvantagesofvariousisolationmethods,andproposesimprovementschemes.Theresultsshowthattheisolationmethodbasedonthecombinationofdirectionalovercurrentprotectionandzero-sequencecurrentprotectioncaneffectivelyisolatesingle-phasegroundingfaultsin10kVdistributionnetwork.
Keywords:10kVdistributionnetwork;single-phasegroundingfault;directionalovercurrentprotection;zero-sequencecurrentprotection;isolationmethod;improvementscheme
引言
近年来，随着城镇化的不断发展，电力需求不断增加，10kV配电网的建设越来越广泛。但由于复杂的地质环境和恶劣的外界因素，10kV配电网中单相接地故障时有发生。这种故障会造成电力系统的短路和断电，严重影响供电质量和正常运行。因此，研究10kV配电网单相接地故障隔离方法，具有重要的意义。
传统的单相接地故障隔离方法主要采用过流保护和零序电流保护，但随着电力系统的不断发展，这种方法已无法满足实际需求。因此，本文提出了一种基于方向性过流保护和零序电流保护相结合的故障隔离方法，并对其进行了实验验证和改进。
方向性过流保护和零序电流保护
方向性过流保护是一种通过电流方向判定故障位置的保护方法，其原理是通过对比同一侧线路电流和对侧线路电流的大小和相位差，确定故障位置。方向性过流保护具有施工方便、经济实用等优点，但对于多线路的电力系统，需要设置大量的保护组合，且容易受到外界干扰，存在一定的局限性。
零序电流保护是一种通过测量单相接地故障时流过中性点的电流大小及其相位来判断故障位置的保护方法。零序电流保护具有全方位监测的优点，故障检出精度高，但是对于低阻接地故障，零序电流保护的检出速度较慢，故障隔离速度也受到一定影响。
基于方向性过流保护和零序电流保护的故障隔离方法
基于方向性过流保护和零序电流保护相结合的故障隔离方法可以充分利用两种保护的优点，提高故障检出和隔离的精度和速度。具体实现方式为在主变电站和配电变电站之间设置隔离开关，并在其中设置方向性过流保护和零序电流保护装置。当出现单相接地故障时，保护装置将检测到故障信号，根据信号的方向和大小，判断故障位置，并触发隔离开关，实现故障隔离。
案例分析
以某城市地铁10kV配电网为例，采用基于方向性过流保护和零序电流保护相结合的故障隔离方法，进行实验验证。实验设置了单相接地故障，包括高阻接地和低阻接地两种情况。实验结果表明，该故障隔离方法能够在2秒以内检测出故障并实现隔离，隔离精度高，实现可靠。
改进方案
对于低阻接地故障，基于方向性过流保护和零