YH—B811小電流接地選線裝置應(yīng)用

趙微

摘 要：系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時，電流過大就會在接地點燃起電弧，容易造成絕緣損壞，形成兩點或多點接地短路故障。我車間新改造的小電流接地選線裝置能夠準(zhǔn)確地檢測并隔離系統(tǒng)中發(fā)生單相接地的故障線路。

關(guān)鍵詞：YH-B811；小電流選線；暫態(tài)電流；供電可靠性

一、裝置概述

YH-B811小電流接地選線裝置是廣西星宇智能電氣有限公司與西安交通大學(xué)合作研制的新一代小電流接地選線產(chǎn)品。它適用于6kV～66kV中性點不接地或經(jīng)電阻、消弧線圈接地的系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于變電站、發(fā)電廠、煤炭等大型廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確地檢測并隔離系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障的線路。選線正確動作率可達(dá)100%。

1、裝置特點

（1）獨創(chuàng)的新型選線理論

裝置采用基于零序電流暫態(tài)分量的特征頻帶選線原理，不受系統(tǒng)運行方式和各種故障條件的影響，具有近100%的選線準(zhǔn)確率。在接地選線領(lǐng)域取得革命性突破。裝置采用突變量啟動元件，具有十分優(yōu)異的啟動可靠性和靈敏性。不受消弧線圈補償?shù)挠绊?，適用于所有中性點非直接接地系統(tǒng)。適用于架空線、電纜線或架空電纜混合出線的系統(tǒng)。

2、使用說明

（1）操作密碼

操作密碼出廠默認(rèn)值為 8888

（2）液晶菜單樹

液晶顯示器采用192×64 點陣式背光可控液晶顯示屏。

裝置上電或復(fù)位后將進(jìn)行自檢，最后進(jìn)入初始化界面，在初始化界面顯示裝置名稱、變電站名稱、時間和軟件版本。在初始化界面狀態(tài)下，除“R”鍵外，按任意鍵均可進(jìn)入主菜單。

（3）定值及整定說明

[定值]顯示和修改定值?！?、‘▼、‘?、‘? 鍵移動光標(biāo)，‘+和‘- 鍵修改數(shù)據(jù)，數(shù)字減到0 時若再按‘- 鍵即可變成小數(shù)點。

按‘ESC鍵退出不保存，‘Enter鍵確定保存，定值保存后裝置重新啟動。

說明：在菜單“定值->控制字”選項，按Enter 鍵可以進(jìn)入控制字中，進(jìn)行查看或設(shè)置：

按 ESC 鍵可以退出當(dāng)前界面，裝置會提示是否需要保存設(shè)置。

（4）裝置插件介紹

裝置插件包括電源插件、DO 插件（出口插件）、CPU 插件、AC 插件（交流采樣插件等。

（5）電源插件

裝置的電源為交直流兩用電源，電壓為220V 或110V。

（6）CPU 插件

CPU 插件主要完成選線算法、人機(jī)處理，同時提供1 路485 通訊口，1 路以太網(wǎng)通信接口（亦可提供2 路以太網(wǎng)通信口）。

二、YH-B811小電流接地選線原理

1、小電流系統(tǒng)單相接地故障基本特征

當(dāng)中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，如果忽略負(fù)荷電流和電容電流在線路阻抗上的電壓降，全系統(tǒng)A相對地電壓均為零，A相對地電容電流也為零，同時B相和C相的對地電壓和電容電流也都升高3倍。這時的電容電流分布如圖2-1示。

非故障線路I始端所反應(yīng)的零序電流為：

其有效值為： （2-1）

即非故障線路零序電流為其本身的電容電流，電容性無功功率的方向為母線流向線路。發(fā)電機(jī)端的零序電流為：

其有效值為： （2-2）

即發(fā)電機(jī)零序電流為其本身的電容電流，電容性無功功率的方向為母線流向線路，這個特點與非故障線路是一樣的。

對于故障線路J，B相和C相與非故障線路一樣，流過本身對地電容電流和，而不同之處是在接地點要流回全系統(tǒng)B相和C相對地電容電流之和，其值為：

其有效值為：

（2-3）

其中： ——全系統(tǒng)對地電容的總和。

此電流要從A相流回去，因此從A相流出的電流為=-。

因此，故障線路J始端所反應(yīng)的零序電流為：

其有效值為： （2-4）

即故障線路零序電流，數(shù)值等于全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流之總和（不包括故障線路本身），電容性無功功率方向為由線路流向母線，方向與非故障線路相反。

2、中性點不接地系統(tǒng)暫態(tài)電流分布特征

配電網(wǎng)中發(fā)生饋線單相接地故障，在故障瞬間，電網(wǎng)中各線路的故障相（A相）電壓突然降低，其電容迅速放電，而非故障相電壓突然升高，其電容迅速充電。在放電電流經(jīng)過的回路中（通過母線流向故障點），電阻和電感都很小，因此放電電流振蕩頻率較高，可能達(dá)到幾千赫，衰減很快。充電電流要通過電源形成回路，電感和電阻相對較大，因此充電電流振蕩頻率較低，只有幾百赫，衰減較慢。

從圖中電流回路流向可知，故障線路J故障相（A相）的暫態(tài)電流故障分量由本線路B、C相的暫態(tài)電流分量和健全線路I各相暫態(tài)電流分量組成。

3、經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)暫態(tài)電流分布特征

經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，與不接地系統(tǒng)相同的是：在故障線路故障相中，暫態(tài)電流分量是由本線路非故障相的暫態(tài)電流分量和其他健全線路暫態(tài)電流分量組成。但由于消弧線圈補償?shù)拇嬖?，在故障線路故障相有感性暫態(tài)電流分量流過，而所有非故障相則仍然僅流過自身容性暫態(tài)電流分量。

4、暫態(tài)零序電流相頻特性分析

單線路零序阻抗的相頻特性是在正負(fù)90°上交變的周期方波函數(shù)，隨著頻率升高線路零序阻抗的容性、感性頻帶交替出現(xiàn)，且出現(xiàn)的第一個頻帶為容性。即任何線路都有一個最低的容性頻帶，在這個頻帶里，各健全線路的零序電流都為容性。而影響暫態(tài)零序電流相位的主要因素為線路的零序阻抗角，即隨著頻率升高，暫態(tài)零序電流相位在正負(fù)90°交變出現(xiàn)，且在最低的頻帶為容性電流。

三、總結(jié)

系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時，在接地點要流過全系統(tǒng)的對地電容電流，電流過大就會在接地點燃起電弧，引起弧光過電壓，從而使非故障相的電壓進(jìn)一步升高，容易造成絕緣損壞，形成兩點或多點接地短路故障。我車間配電所系統(tǒng)接地方式為經(jīng)消弧線圈接地，采用過補償?shù)姆绞剑诎l(fā)生接地時通過消弧線圈給故障相提供電感電流，在故障線路故障相中，暫態(tài)電流分量是由本線路非故障相的暫態(tài)電流分量和其他正常線路暫態(tài)電流分量組成，由于消弧線圈補償?shù)拇嬖?，在故障線路故障相有感性暫態(tài)電流分量流過，所有非故障相則仍僅流過自身的電容電流。根據(jù)零序電流暫態(tài)分析，查找出發(fā)生單相接地故障回路是本裝置達(dá)到可靠選線的基本條件。

參考文獻(xiàn)

[1]YH-B811小電流接地選線裝置：技術(shù)使用說明書.

[2]王堅，盧繼平，薛毅.新型小電流接地故障選線裝置的設(shè)計.2004.1.

（作者單位：大慶煉化公司機(jī)電儀廠機(jī)電運行車間）