小電流接地選線監(jiān)控裝置準(zhǔn)確性措施探討

魏 凱國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司錦州供電公司調(diào)度控制中心，遼寧錦州 121000

小電流接地選線監(jiān)控裝置準(zhǔn)確性措施探討

魏 凱
國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司錦州供電公司調(diào)度控制中心，遼寧錦州 121000

本文闡述了配電網(wǎng)單相接地選線和接地電流補(bǔ)償原理，分析小電流接地選線監(jiān)控裝置在66/10kV中性點(diǎn)不接地或不直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地時(shí)，雖然理論上分析動(dòng)作準(zhǔn)確率可達(dá)100％，但實(shí)際運(yùn)行來(lái)看，準(zhǔn)確性較低，主要從實(shí)際運(yùn)行角度加以論證。

配電網(wǎng)；單相接地；選線；準(zhǔn)確性

為了消除單相接地電容電流過(guò)大所造成的各種危害，保持配電網(wǎng)單相接地不影響正常供電的優(yōu)點(diǎn)，在配電網(wǎng)中性點(diǎn)裝消弧線圈，對(duì)于沒(méi)有中性點(diǎn)引出的配電網(wǎng)，可經(jīng)接地變壓器重構(gòu)中性點(diǎn)，在重構(gòu)中性點(diǎn)上裝消弧線圈。在單相接地時(shí)消弧線圈的電感電流補(bǔ)償了單相接地電容電流，電弧就能自行熄滅，也就消除了因電弧而造成的各種危害。

有一些配電網(wǎng)，尤其是一級(jí)負(fù)荷多的配電網(wǎng)，在降壓變電所66/10kV側(cè)每條線路的出口安裝了零序電流互感器幾選線裝置，當(dāng)某一條線路的某一相發(fā)生單相接地故障時(shí)，這條線路出口流過(guò)的零序電容電流最大，選線裝置發(fā)出選線信號(hào)，指示發(fā)生單相接地故障的線路。

現(xiàn)有的小電流接地選線監(jiān)控裝置適用于66/10kV中性點(diǎn)不接地或中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)，并且監(jiān)控裝置從理論上分析動(dòng)作準(zhǔn)確率可達(dá)100％，但從實(shí)際運(yùn)行來(lái)看，準(zhǔn)確性還是較低的。如何提高其準(zhǔn)確性，從以下幾個(gè)方面探討。

1 小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)接地故障分析

中性點(diǎn)不接地或不直接接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)三相對(duì)地電容電流基本相同，由于三相電容中性點(diǎn)接地，電位為零，電源中性點(diǎn)電位和電容中性點(diǎn)電位相同，所以電源中性點(diǎn)電位為零。

當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，全網(wǎng)接地相相電壓降為零，電網(wǎng)會(huì)出現(xiàn)零序電壓V0，其大小等于電網(wǎng)正常工作時(shí)的相電壓，方向與接地相故障前電壓相量相反。全網(wǎng)非接地兩相電壓均升高為相電壓的√3。系統(tǒng)中無(wú)負(fù)序電壓，所以零序電壓，即為中性點(diǎn)位移電壓。

1.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

故障時(shí)，在非故障線路上流過(guò)的零序電流為線路本身的接地電容電流，其數(shù)值均小于故障線路，方向是從母線流向線路。故障線路始端流過(guò)的零序電流為所有非故障線路的接地電容電流之和，方向是從線路流向母線。

接地電流比較大時(shí)接地電弧不易自熄，會(huì)產(chǎn)生較高的弧光間歇接地過(guò)電壓（可達(dá)額定電壓的3.5～5倍），容易發(fā)展為多相短路，波及整個(gè)電網(wǎng)。所以必須采取措施限制接地電流大于10A。由此可見系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，電流信號(hào)是很小的。

1.2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

系統(tǒng)限制接地電流方法較多采用消弧線圈補(bǔ)償法，用消弧線圈的感性電流補(bǔ)償接地電容電流，為了防止鐵磁共振過(guò)電壓，消弧線圈一般采用過(guò)補(bǔ)償方式，這樣故障線路的零序電流和非故障線路的零序電流一樣，都超前零序電壓90度，且零序功率方向都是從母線流向線路，因此用基波分量構(gòu)成的零序功率方向不會(huì)動(dòng)作。

在消弧線圈接地系統(tǒng)中，雖然2頻電容電流已被消弧線圈的感性電流補(bǔ)償，但對(duì)五次諧波來(lái)說(shuō)，消弧線圈的五次諧波感性電流比五次諧波的接地電容電流要小的多，對(duì)于五次諧波來(lái)說(shuō)，可以不考慮消弧線圈的影響。因此可以利用故障線路和非故障線路的五次諧波零序電流的差異構(gòu)成象中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)那樣的零序電流保護(hù)和零序功率方向保護(hù)。用五次諧波零序電流作判據(jù)電流信號(hào)更加弱小。五次諧波電流比零序電流又要小幾十倍，在0.3A左右）。

2 提高小電流接地選線監(jiān)控裝置準(zhǔn)確性措施探討

2.1零序電流互感器精度和安裝問(wèn)題

電流互感器一次側(cè)匝數(shù)越少，誤差越大，而零序電流互感器一次側(cè)只有一匝。從上面分析單相接地電流為10A以下（甚至可為0.3A左右），這樣互感器變化誤差可達(dá)20％以上，角誤差達(dá)20度以上，可見無(wú)法保證接地檢測(cè)的準(zhǔn)確度。所以應(yīng)盡量選擇高精度的零序電流互感器，互感器的線性測(cè)量范圍應(yīng)以mA級(jí)起步，或選用與小電流接地監(jiān)控裝置同一廠家的零序電流互感器，這樣其勵(lì)磁阻抗和電流繼電器線圈阻抗相匹配，從而獲得最大的功率輸出，提高保護(hù)的準(zhǔn)確性。

接地故障時(shí)，故障電流可能要通過(guò)故障線路和非故障線路的電纜鉛皮或鎧甲流回來(lái)，此電流沿非故障線路的電纜的導(dǎo)電外皮流回來(lái)時(shí)，可能使非故障線路的零序電流增加，造成非故障線路保護(hù)誤動(dòng)作，同時(shí)由于非故障線路電纜外皮分流接地電流，使流過(guò)故障線路的零序電流減少，使保護(hù)靈敏度降低。因此安裝零序電流互感器時(shí)要將電纜頭和零序CT的支架隔離并把電纜頭的接地線穿過(guò)零序電流互感器的窗口接地，使流進(jìn)電纜皮的接地電流從地線流出，不會(huì)在零序電流互感器的鐵芯里產(chǎn)生磁通，從而可以消除上訴影響。

裝置接線時(shí)必須注意互感器的同名端保持一致，且應(yīng)按裝置的要求接入，為了防止電磁干擾減小誤差，二次電纜最好選用屏蔽電纜，屏蔽層兩端接地。

2.2系統(tǒng)運(yùn)行方式變化和線路長(zhǎng)度可能相差很大

變電所消弧線圈是否投入，由上一級(jí)調(diào)度所決定，可見變電所運(yùn)行狀態(tài)有消弧線圈投入（不直接接地）和不投入（直接接地）兩種，還有出線回路數(shù)經(jīng)常有調(diào)整的可能性，這樣會(huì)造成一次接地電流相差很大，造成裝置動(dòng)作錯(cuò)誤。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題有的生產(chǎn)廠家增加了能自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)行方式改變的功能，并按照改變的運(yùn)行方式自動(dòng)調(diào)整裝置內(nèi)部參數(shù)的整定。

當(dāng)線路長(zhǎng)度相差比較大時(shí)，裝置往往會(huì)誤判，因?yàn)楣收宵c(diǎn)的零序電流為每條非故障線路零序電流之和，線路越長(zhǎng)零序電流越大。如某變電所2#線路接地，1#線路較長(zhǎng)，接地電流為6A，3#線路為0.3A，4#線路為0.2A，這樣2#線路接地電流為6.5A，加上互感器誤差、測(cè)量誤差、裝置誤差等因素，2#線路電流可能不為最大值，而造成誤判。

3 結(jié)論

綜上所述，造成小電流接地選線監(jiān)控裝置準(zhǔn)確性不高的主要原因是系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地電流比較小，在通過(guò)零序電流互感器變換，二次側(cè)反應(yīng)出來(lái)的電流信號(hào)比較弱，加上上述一系列誤差因素，造成裝置準(zhǔn)確率不高，目前一些工程采取加裝接地試?yán)b置來(lái)解決監(jiān)控裝置準(zhǔn)確性不高的問(wèn)題，還是比較有效的。

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TM7

A

1674-6708（2016）170-0178-02

魏凱，工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)控制。