浅析小电流接地系统的接地选线及判据

摘 要： 本文通过分析小电流接地系统单相接地时的特点，阐述了我们江门供电局变电站综合自动化系统中接地选线的具体实现和判据。

关键词：小电流接地;接地选线原理

1 引言

在我国35kV及10kV电力系统中，中性点的运行方式主要采用小电流接地系统(即中性点经消弧线圈接地和中性点不接地两种)，当线路发生单相接地故障时，故障电流的数值往往较负荷电流小的多，故障相电压降为零，非故障相电压升高为相电压的√3倍，但三相之间的线电压仍然保持对称，对供电负荷没有影响，因此规程允许继续运行1～2h。因此，迅速确定系统接地点消除单相接地故障对系统的安全运行有着十分重要的意义。

2 传统的寻找电力系统接地故障的方法

传统的寻找35kV及10kV电力系统接地故障线路采用拉路法，这种方法主要是靠绝缘监视装置发出信号，告知运行人员。虽然这种寻找方法大多可通过重合闸来进行补救，但随着工业的飞速发展，对一些供电要求很高的用电客户来说，这种方法的弊病是显而易见的，尤其是对那些负荷较重的10kV线路，这种方法已不能满足安全稳定供电的要求。

3 微机小电流接地选线

近年来，随着综合自动化设备在供电系统中的应用，对小电流接地选线已经能够做到：单相接地后可直接判断故障点所在线路。我局变电站的10kV小电流接地选线主要采用了DDS-02型配电网接地故障智能检测装置和TY系列微机小电流接地选线装置。

3.1 DDS-02型配电网接地故障智能检测装置

DDS-02型配电网接地故障智能检测装置是采用零序电压、零序电流、零序功率方向综合判据的接地选线装置，该装置分别根据不接地系统和经消弧线圈接地系统的零序电压、零序电流、零序功率方向的变化特点来区分出接地故障线路。

3.1.1 不接地系统的接地判据

在中性点不接地的电网中发生单相接地故障时，非故障线路零序电流的大小等于本线路的接地电容电流。通常故障线路的零序电流比非故障线路零序电流大得多，且故障线路零序电流的相位滞后于零序电压90°，非故障线路零序电流的相位超前于零序电压约90°，因此故障线路的零序电流与其它非故障线路的零序电流方向相反，相差180°，利用这一原理，可以采用电流元件区分出有接地故障的线路。

3.1.2 经消弧线圈接地系统的接地判据

对于带有消弧线圈的接地系统，单相接地故障发生时消弧线圈会将一个电感电流(补偿电流)叠加在故障点流过的电容电流上，消弧系统在投入补偿后造出一个小扰动，选线装置根据扰动前后零序电流的变化量的大小(发生接地线路的扰动是最大的)，并综合功率方向等判据进行选线，保证选线结果的正确性。

3.1.3零序电流互感器安装时应注意以下几点：

(1) 零序电流互感器一般装在电缆头下方，零序电流互感器下方的电缆外皮接地线则不须穿过零序电流互感器，避免形成短路环(如图所示)。

(2) 支撑零序电流互感器的铁框架不应形成闭合框架。

(3) 所有配出线的零序电流互感器一、二次极性应核对正确。无论采用何种零序互感器，引出极性一定要统一。

(4) 零序电流互感器的变比选择要正确。

DDS-02型配电网接地故障智能检测装置能独立运行并快速准确地选出接地线路，并且具有完善的自检和故障报警、自调试功能，装置调试简单、维护量小。

3.2 TY系列微机小电流接地选线装置

TY系列接地选线装置是我局选用的另一种接地选线装置，它是通过"注入法"原理来实现接地选线的，它能很好地解决线路单相接地的问题，在我局电网中应用效果较好，下面就其原理、组成等加以说明。

3.2.1 "注入法"原理

它不利用小电流接地系统单相接地的故障量，而是利用单相接地时原边被短接暂时处于不工作状态的接地相TV，向系统注入一个特殊信号电流，用寻迹原理即通过检测，跟踪该信号的通路来实现接地故障选线。利用一种只反映注入信号而不反映工频及其谐波成分的信号电流探测器，对注入电流进行寻踪，就可实现单相接地故障选线与接地点定位。其主要特点有： (1)勿需增加任何一次设备，不会对运行设备产生任何不良影响。(2)注入信号具有不同于系统中任何一种固有信号的特征，对它的检测不受系统运行情况的影响。(3)注入信号电流仅在接地线路接地相中流通，不会影响系统的其它部位。

3.2.2 选线装置的组成原理及特点

TY系列微机小电流接地选线装置由主机和信号电流探测器两部分组成(如下图所示)。主机通过五根线(A、B、C、N、L)接于TV副边，实时检测三相四线TV相电压和零序电压，判断是否发生接地故障。

正常运行时，TV副边电压为UAN=UBN=UCN=57.8V 、ULN=0V;当发生单相接地时,以A相为例，则UAN=0V、UBN=UCN=100V、ULN=100V。主机根据TV副边电压的变化，能自动判断出接地相别。主机向TV副边接地相注入一种特殊的信号电流(电流的基波幅值为5±1A,基波频率为fo)，如图中虚线(1)所示。由于此时接地相TV原边处于被短接状态，信号电流必然会感应到原边，感应电流的路径如图中虚线(2)所示。信号电流探测器(探测器收到的信号频率f=fo)为特殊信号电流的接受装置，它只反映信号电流而不反映工频及其各次谐波。所以当线路发生单相接地时，用信号电流探测器对信号电流进行寻踪，就可以找出接地线路和接地点的确切位置。

该装置为通用小电流接地系统单相接地选线与定位保护，适用于6kV～35kV小电流接地系统单相接地选线与单相接地点定位。与DDS-02型配电网接地故障智能检测装置相比无需零序电流回路，接线更加简单、方便，主机只需通过5根线接于TV的副边;定位功能可靠性高，能够迅速判断出接地分支和接地点的确切位置。

4 结束语

微机小电流接地选线装置的应用可以结束利用零序电流互感器保护选线的历史,解脱运行人员利用拉路方法查找接地线路而进行的多次倒闸操作，提高了查找接地点的效率，从而提高了非故障线路用户的供电质量。

[参考文献]

[1]陈昌鹏.小电流接地选线及故障定位方法[J].东北电力技术，2004.

[2]何红梅，邓飞凤.小电流接地系统单相接地故障选线原理的论述[J].江西电力，2003.

[3]DDS-02型配电网接地故障智能检测装置技术说明书，广州智光电气有限公司.

[4]TY系列微机小电流接地选线装置用户手册，山东山大电力技术有限公司.

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