GB／T 41135.2-2021标准规范下载简介

GB／T 41135.2-2021 故障路径指示用电流和电压传感器或探测器 第2部分：系统应用.pdf简介：

GB/T 41135.2-2021 是中国国家标准，全称为《故障路径指示用电流和电压传感器或探测器 第2部分：系统应用简介》。这个标准主要关注于用于故障路径指示的电流和电压传感器或探测器在实际系统中的应用，它提供了一种技术指导，用于设计、安装和使用这些设备以实现电力系统的故障检测和定位。

该标准可能会包括以下内容：

1. 传感器和探测器的类型：介绍不同类型电流和电压传感器或探测器，如电磁式、电阻式、光学式等，以及它们在故障检测中的工作原理。

2. 系统设计：指导如何设计一个完整的故障路径指示系统，包括传感器的布局、数据采集、传输和处理等。

3. 应用场景：描述在电力系统中可能遇到的各种故障情况，以及这些传感器或探测器如何有效地定位故障点。

4. 系统性能指标：规定传感器和探测器的性能要求，如灵敏度、分辨率、响应时间等。

5. 安装与维护：提供安装和日常维护的建议，以确保设备的长期稳定运行。

6. 测试与验证：介绍如何进行设备性能的测试和验证，以确保其符合标准要求。

总之，GB/T 41135.2-2021 是一项关键的技术规范，对于电力系统的故障诊断和安全运行具有重要意义。

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GB/T 41135.22021

图18关于图16和图17电阻接地系统的矢量图（续

CECS 723-2020-T 建设工程监理工作评价标准.pdfGB/T41135.22021

图18关于图16和图17电阻接地系统的矢量图（续）

5.2.5中性点直接接地系统的接地故障探测

在中性点直接接地系统中，接地故障与多相故障类似，量图见图3。 FPI/DSU可以是非定向的，因为故障电流的方向由电网特征决定（除非电网中存在大量分布式 电源）。 接地故障电流的相位取决于相序回路的功率因数 因此，故障位置的不同（靠近高压/中压变压器或分布于馈线上），以及下文描述的案例一一故障位 置上游的导线类型的不同（架空线、地下电缆等），均会产生各种差异较大的情况

5.2.6无分布式电源或可忽略情况的过电流探测

5.2.6.1无分布式电源

所考虑的电路见图19

图19无分布式电源 非定向FPI/DSU进行 正确的用 常好的灵敏度

5.2.6.2分布式电源可

所考虑的电路见图20。

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式电源可忽略的辐射状电网的过电流： 一利用 正确的故障探测（相对于过电流探测有非常好的

对于相间故障来说，故障电流的方向由无分布式电源或分布式电源可忽略的辐射电网结构中的高 压/中压变压器决定。定向型FPI/DSU不是必要的

所考虑的电路见图21

a）故障位置上游的FPI/DSU

D）故障位置下游的FPI/DSI

相电流互感器（或测量过电流的传感器）； 位于中压馈线保护和/或FPI/DSU安装位置上游的高 压/中压变压器提供的短路故障电流分量： 位于连接在非故障中压馈线1、2和3上的中小功率发 电机给馈线4提供的短路故障电流分量（它们比继电保 护和FPI/DSU两者最大电流的定值低或高都有 可能）； 相间或三相故障时由中压馈线保护探测得到的电流 （可能大于也可能小于继电保护装置最大电流整定值）。

图21存在大量分布式电源的辐射状电网的过电流 利用非定向FPI/DSU探测 故障不可靠（探测结果不正确或极低的灵敏度）

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障的电流分量（沿馈线4来自FPI/DSU上游分布式电 原，可能大于或小于FPI/DSU最大电流整定值）； 位于中压馈线上FPI/DSU上游位置的相间或三相故 障的电流分量（沿馈线4来自FPI/DSU下游分布式电 源，可能大于或小于FPI/DSU最大电流整定值）

图21存在大量分布式电源 故障不可靠 （续）

图21存在大量分布式电源

该情况下，在由同一变电站母线供电的配电网中任何位置上，短路电流都含有来自分布式电源的电 分量。 电流分量尚不明确，因为它与发电机的类型和特性，以及系统接地方式密切相关，典型理论值为： 同步机，范围大约在6p.u.～8p.u.标称电流之间（次暂态电抗）； 异步机（无自励系统），范围大约在8p.u.～10p.u.标称电流之间，数10ms； 逆变器，范围大约在1.1p.u.~1.3p.u.标称电流之间等。 在一些情况下，一次能源的类型影响较小： 一水能； 化石能； 风能； 太阳能等。 并且，发电机的使用方式（与发电周期、热电联产、纯发电等相关）影响也较小。 由图21所示，由于大量分布式电源的影响，无论是中压馈线继电保护装置还是FPI/DSU，通过非 向指示探测过电流，也许不可能得到正确的探测结果。 对于存在大量分布式电源的配电网，分布式电源与高压/中压变压器提供的故障电流相似，因此应 定向型FPI/DSU，以探测过电流故障。 如果故障点在FPI/DSU位置附近，则可采用电压记忆原理，即记录故障发生前至少一组健全相的 压（线电压或电压）

太阳能等。 并且，发电机的使用方式（与发电周期、热电联产、纯发电等相关）影响也较小。 由图21所示，由于大量分布式电源的影响，无论是中压馈线继电保护装置还是FPI/DSU，通过非 定向指示探测过电流，也许不可能得到正确的探测结果。 对于存在大量分布式电源的配电网，分布式电源与高压/中压变压器提供的故障电流相似，因此应 有定向型FPI/DSU，以探测过电流故障。 如果故障点在FPI/DSU位置附近，则可采用电压记忆原理，即记录故障发生前至少一组健全相的 电压（线电压或相电压）

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附录A （资料性） 环网中FPI或DSU的故障探测示例

本附录给出了一个环网中FPI或DSU的故障探测示例，介绍了一种基于二端口网络数学思想的 环网建模方法。下述研究的电网拓扑是由来自于变电站同一条一次母线的两条辐射状出线闭合构成的 环路

个中压线路可以由一个集中参数模型来表示。不依赖于所用的模型，每条线路分支（例如：单相 与所采用的模型无关，均可假设为二端口模型。 图A.1所示模型为线性无源型。

输入值与输出值之间的关系可由式（A.1)线性方程得出

式中： 纵向线路分支上每千米的电阻，单位为欧姆每千米（Q/km） 纵向线路分支上每千米的电感，单位为亨每千米（H/km）； 纵向线路分支上每千米的电容，单位为法每千米（F/km）： 一线路长度，单位为千米（km）； z=r+jwl; 三ioc（在绝缘良好的线路中.电导可忽略）：

图 A.1 二端口

C=一sinh(ka)。 在单线路分支的情况下（例如以均质材料制造时），D=A。 上述2X2矩阵中的各元素可通过传输线方程得到

A.3闭环线路外的线路发生故障时对零序值的分

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当辐射状中压电网上发生故障时，故障线路所在母线上的正常区段的零序电压均刚好超前于零序 电流90°，且与中性点是否接地无关。 在一个闭环线路中，当故障发生在同一母线上的另一条线路上时，零序电压与零序电流之间的夹角 从90°开始变化，这个变化取决于测量点的位置和线路的物理特性。 如果上述的变化未知，则FPI或DSU的设置就可能会导致意外跳闸。下面介绍一种评估此类变 化的方法。 当零阻抗接地故障发生在一条母线上（母线上还连接着回路上的其他分支线路)的其中一条线路上 时，零序回路的零序电压和满额相电压相近 零序回路由一系列环节（二端口）级联而成，从中压母线到同一母线上的最后一个环节（见图A.2）。 这种情况时，零序纵向阻抗和横向阻抗都应加以考虑

首先可以得出的是，由于矩阵H，支路具备非齐次性，故可得A≠D

计算回路中不同区段的零序电压和零序电流。首先，分解带两个零序电流I1.rsd和I2.rsd的系统，这 两个零序电流流经回路上两个支线的中压母线。 因为这两个分支连接在同一中压一次母线上,所以有Vi.ral=Varl=Vrl。见式(A.3)：

式中：h1.1≠h2.2，因此用于解这个系统的电流I1.rsd和I2.rs不相等。 系统的解见式（A.4)和式（A.5）：

Vrs h 1,1 h1,3 Vrd h 2.1 h2.2

........................A.4

零序电压和零序电流后，可通过式（A.6)得到回路中不同区段的零序电压和零序电流

中 Vi.rd 和 Vi.nd 二端口i的零序电压和零序电流

Vi.rsd 和 Vi.rsd 二端口i的零序电压和零序电流。

A.4闭环上发生故障时的分析

TH V rsd 一 I

当回路中发生故障时，中压电网上的已知数据和参数需要定义清楚， 式（A.7)和式（A.8)给出了变电站一次中压母线的零序电压和故障点电流估计值，适用于中性点绝 象和中性点阻抗接地的情况，

式中： C 一中压电网总接地电容； E, 一一故障相的相电压。 当接地故障电阻R三0时，可以得到式（A.9)和

ZN 中性点对地阻抗（中性点绝缘时为0)； C 中压电网总接地电容； E 一故障相的相电压。 当接地故障电阻R：0时，可以得到式（A.9)和式（A.10)：

VsB.rsd = E, E;(1+3jwC2) ZN

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如果故障发生在一个具有N条支线的回路中的支线s和s十1之间时（见图A.3所示），则电路可 以简化为一个等效电路，见图A.4所示。

得出式（A.11)～式（A.13)方程：

发生故障时的等效模型

某大厦给排水施工组织设计方案 H Vr.rd F

上述方程有五个未知数：VFrsd、I、IF、I1.rd、I2.rsd，方程解给出了回路上故障区段的零序电压利 电流的值。 方程解见式（A.14）：

关于FPI/DSU的现场应用示例的详细信息参见参考文献L5」。该示例介绍了一个中性点不接地 或经消弧线圈接地系统中，带有方向过流元件的超范围允许式纵联保护方案，用于中压闭环线路中的相 间短路故障和接地故障探测。参考文献[5］研究了相关零序量，由此确定了继电保护定值，并通过详细 的仿真进行了验证，

B.1来自FPI/DSU的故障探测自动确认

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FPI/DSU与中压馈线继电保护之间的故障探测配合技术的示例