低压供电回路漏电故障预警技术及应用

成果编号：38637

价格：面议

完成单位：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司

单位类别：企业

完成时间：2022年

成熟程度：批量生产阶段

服务产业领域：电子信息、装备制造

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发布人：陈昊离线

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变电站站用低压交流供电回路主要作用是为主变压器辅助装置提供电源，为断路器提供储能电源，为隔离开关提供操作电源，为站用直流系统变流装置提供电源，还为站内照明、生活用电以及检修等提供电源。交流供电回路电缆绝缘受损会发生漏电，其漏电电流一般小于300mA，空气开关因电流过小无法跳开实现故障隔离。长期漏电可能导致电缆沟起火，类似案例多次发生于220kV变电站，不仅直接影响了变电站的正常运行，甚至造成了重大的经济损失。低压供电回路漏电故障难以通过传统运维或停电检修手段发现，对变电站安全可靠运行造成较大威胁。在此背景下，亟需一种有效的交流供电回路漏电故障监测方法，通过及时发现和处理漏电流故障，不仅可以大大减少绝缘破损型漏电流对变电站交流设备的危害，而且还能极大降低运维人员的工作负担，提高变电站智能运检质效。本成果对变电站站用变低压供电回路漏电监测技术及应用开展研究，利用多种感知技术获取交流供电回路状态信息，对交流供电回路进行全面准确的状态监测，并提出判据进行故障预警，提高交流供电回路工作的安全可靠水平，有效弥补现有交流供电回路电缆状态监测和健康水平评估的不足，保障电网的安全稳定运行。通过提出差异化补偿的电流重构方法，实现漏电全故障类型监测覆盖，消除回路漏电故障识别盲区，漏电故障判别准确率大于98.6%，漏电判断延时缩短35.2%；通过提出参考向量同步的对时优化方法，降低因通信异常带来的测量误差，增强了低压回路漏电监测的可靠性，信号相角同步误差不超过3°；通过提出多工况辨别的复杂回路自适应监测方法，实现供电环路以及混合型支路高效漏电监测。

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成果介绍

科技计划：省部级：

成果形式：新技术、新装备

合作方式：技术转让、技术咨询、技术入股

参与活动： 2023年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 8 项
已授权专利,其中:发明专利 7 项
专利号:
CN112710931.A
CN104360156.A
CN201610109863.1
CN201610109862.7
CN201710403229.3
CN202211286907.X
CN113219366.A

成果简介

综合介绍

创新要点

研究点1：辐射型长段式动力电缆监测方法在动力电缆两侧A、B、C、N四线两侧各安装一个RCT，同时在长电缆A相两侧安装一个独立CT。根据两侧RCT和CT采集的数据，辅助长电缆不对称漏电（单相漏电、两相漏电）、三相漏电故障的判别。基于稳态剩余电流元件、剩余电流增量元件、稳态剩余电流差动元件、单相差流元件四种判别元件，构建自补偿复合电流判据。通过在长电缆敷设初期进行电缆首端、末端的剩余电流RCT实测，将其作为固有剩余电流的估计值，实现固有剩余电流补偿，大幅降低固有剩余电流的影响，提高稳态剩余电流元件的灵敏性。研究点2：混合型负荷支路的漏电监测方法现场实际运行的混合型支路有多种形式，此时传统剩余电流监测无法调整该支路的剩余电流告警定值，难以对本支路剩余电流是否越限进行有效判断。根据交流母线电压和支路首端空开、单相负荷空开、三相负荷空开三个空开位置，辨识混合型负荷支路所处的运行状态。通过辨识支路的各种负荷状态，进行差异化的固有剩余电流补偿，提升混合型支路漏电监测效率的有效方法研究点3：变电站交流供电环路漏电监测方法全供电环路漏电监测：采用是对环路首尾采集剩余电流，形成矢量和计算，判断环路有无漏电。供电环路电缆漏电监测：改变移动式RCT位置，采用是供电环路电缆首尾采集剩余电流，形成矢量和计算，判断有无漏电。室外端子箱间漏电监测：将移动式剩余电流传感器RCT2与RCT3布置于端子箱1与端子箱2之间供电环路电缆两端采集剩余电流，形成矢量和计算，判断有无漏电。供电环路节点漏电监测：采集某端子箱各个回路剩余电流，形成矢量和计算，判断有无漏电。研究点4：低通道依赖的动力电缆漏电流监测方法基于改进参考相量漏电监测信号同步法。为减少相角差对差流计算结果的影响，将电源侧的电压折算到负荷侧，与负荷侧的测量电压比较得到相位差，该相位差即对应于两端采样时刻延时，通过调整采样延时实现两侧电气量信号同步。

技术指标

1、提出差异化补偿的电流重构方法，实现漏电全故障类型监测覆盖，消除回路漏电故障识别盲区，漏电故障判别准确率大于98.6%，漏电判断延时缩短35.2%。 2、提出参考向量同步的对时优化方法，降低因通信异常带来的测量误差，增强了低压回路漏电监测的可靠性，信号相角同步误差不超过3°。 3、提出多工况辨别的复杂回路自适应监测方法，实现供电环路以及混合型支路高效漏电监测。申请发明专利13项，已授权8项（ZL 202011494144.9，ZL 202110496204.9，ZL 201610109863.1，ZL 201610109862.7，ZL 201611151308.1，ZL 201710403229.3，ZL 201911297814.5，ZL 201911172261.0）。授权实用新型专利3项（ZL 202121730874.4，ZL 202120207159.6，ZL 202023011517.0）。授权外观设计专利1项（ZL 202230345871.2）。发表论文8篇。参与起草团体标准1项：T/CEC 703—2022，《站用低压交流电源系统剩余电流监测装置技术规范》。

其他说明

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