單相接地時故障查找方法的探討

張強(qiáng)

摘要：傳統(tǒng)的查找故障線路的方法可能找不出補(bǔ)償電網(wǎng)的故障，本文對一些主要接地故障查找方式進(jìn)行了分析、比較.提出了新的組合形式的選線方案。

關(guān)鍵詞：接地故障;消弧裝置;組合選擇

0 引言

配電網(wǎng)發(fā)生單相接地時，傳統(tǒng)的查找故障線路的方法是由變電運(yùn)行人員逐個斷開每路饋線。這種方法因需對變電所的各路饋線逐一停電從而影響了供電可靠性。為此人們研究出了自動選線裝置。早期的自動選線裝置一般是對各饋線加裝零序電流互感器，利用互感器檢測發(fā)生單相接地故障的零序電流選出故障線路。這種方法基本上能滿足選線的準(zhǔn)確性要求。但是隨著電網(wǎng)的發(fā)展，現(xiàn)在我國電力系統(tǒng)大多采用消弧線圈對配電網(wǎng)電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，特別是大量的自動跟蹤補(bǔ)償消弧裝置在電網(wǎng)中得到了應(yīng)用，由于自動跟蹤補(bǔ)償消弧裝置可以工作在過補(bǔ)償、欠補(bǔ)償和全補(bǔ)償3種狀態(tài)，這對限制配電網(wǎng)過電壓、促使接地電弧可靠熄滅起了很大的作用。但電網(wǎng)經(jīng)補(bǔ)償后，有時故障點(diǎn)的殘流變得非常小，導(dǎo)致干線的零序電流很小，致使基于零序電流選線的接地選線裝置選不出故障線路。如四川某單位就曾發(fā)生過因變電所投運(yùn)了ZXB系列自動跟蹤補(bǔ)償消弧裝置后，接地殘余電流被補(bǔ)償?shù)椒浅Ｐ?，原來的接地選線裝置不能正常工作的情況。這就是說經(jīng)過消弧裝置補(bǔ)償后的電網(wǎng)，對接地故障發(fā)生時的正確選線提出了更高的要求。

1 目前接地選線的方式及存在的問題

目前補(bǔ)償電網(wǎng)的接地選線主要采用以下方式：

（1）諧波電流法。該方法主要是利用消弧線圈只能補(bǔ)償工頻電容電流而不能有效補(bǔ)償諧波電流的特點(diǎn)，檢測每條線路的諧波電流，用比較諧波電流的幅值和相位的方法來查找故障線路。該方法能適應(yīng)于采用自動跟蹤補(bǔ)償?shù)碾娋W(wǎng)，但選線靈敏度與電網(wǎng)的電壓質(zhì)量有關(guān)，比如當(dāng)電網(wǎng)的供電質(zhì)量很好，高次諧波較少時，可能達(dá)不到靈敏度的要求，從而無法檢測出故障線路。

（2）注波選線法。該方法主要是在接地故障發(fā)生時通過母線壓變向母線注入特定頻率的電壓信號，該信號只有在故障線路才能形成回路。產(chǎn)生電流，利用裝在開關(guān)柜上的傳感器進(jìn)行接收.比較各分路信號強(qiáng)弱來找出故障線路 該方法是利用特定頻率的接收傳感器來接收特定的電流信號，但在現(xiàn)場高溫和低溫惡劣的運(yùn)行環(huán)境下，工作點(diǎn)容易漂移，一旦工作點(diǎn)漂移，就收不到特有頻率的電流信號，且該方法容易受現(xiàn)場強(qiáng)電磁場的干擾。并不能確保選線的準(zhǔn)確性，所以該方法也有一定的缺陷。

（3）殘余電流增量法。殘余電流增量法是配合相關(guān)型號的消弧裝置在處理單相接地故障時，一定的時間內(nèi)利用放大電路把殘余電流放大，足以滿足零序電流互感器靈敏度的要求，然后利用零序電流法查找出故障線路。該方法選線較為準(zhǔn)確，但是以犧牲自動跟蹤補(bǔ)償消弧裝置的功能為代價。在將接地故障殘流放大的時間段內(nèi)，有可能因為故障殘余電流的增大而發(fā)生弧光接地過電壓.或者由單相接地發(fā)展為相間短路。并且該方法只能配合特定的跟蹤補(bǔ)償消弧裝置，并不能用于其它場所，有較大的局限。

2 電網(wǎng)補(bǔ)償對接地選線的要求

對于一些瞬時性接地故障（如因雷電過電壓引起的絕緣子瞬時閃絡(luò)。高壓線路下的樹木在風(fēng)的作用下樹尖掃向線路等）.經(jīng)補(bǔ)償后接地電弧能夠熄滅，線路能恢復(fù)正常運(yùn)行但也有一些故障是不能自動恢復(fù)的。如絕緣子的永久性擊穿等。 因絕緣子的對地絕緣電阻為零或絕緣電阻很低，就需要把接地故障線路或接地故障點(diǎn)找出來，及時進(jìn)行清除。也就是說，對補(bǔ)償電網(wǎng)接地選線的首要任務(wù)是選線的準(zhǔn)確性。不要求在時間上非常迅速，在找出故障線路后，能對故障性質(zhì)進(jìn)行判斷，如金屬性接地、過渡電阻接地或瞬時性故障，并能根據(jù)事先設(shè)定的時間切除故障線路.最好還能指示故障的范圍.并及時查找故障點(diǎn)進(jìn)行清除。

3組合選線的方式

經(jīng)過分析，我們提出了組合形式的接地選線方案。利用傳感技術(shù)，同時使用幾種不同的選擇原理和方式進(jìn)行綜合的分析判斷。

（1）首先采用零序電流選線法和暫態(tài)電流選線法，對各分路的零序電流和暫態(tài)電流進(jìn)行計算機(jī)快速巡檢，比較零序電流和暫態(tài)電流的大小。只要消弧線圈不是工作在全補(bǔ)償狀態(tài).故障電流只要能滿足零序電流互感器靈敏度的要求.就可用零序電流法檢出故障線路。即使在全補(bǔ)償狀態(tài).那么暫態(tài)電流由于幅值較大.也可以檢出 這就要求取樣裝置的反應(yīng)要盡可能快。通過比較暫態(tài)電流大小的方法，配合零序電流法檢出的穩(wěn)態(tài)電流，基本上可以判斷出故障線路。

（2）使用諧波電流檢測法.在接地故障發(fā)生時，檢測各饋線的諧波電流，特別是5次諧波電流的大小及相位.進(jìn)行分析判斷 在電網(wǎng)的諧波分量滿足檢測靈敏度要求時，該方法基本上能檢出故障線路。

（3）采用諧波信號增值法，當(dāng)電網(wǎng)諧波分量不能滿足靈敏度要求時.可啟動諧波發(fā)生器向母線注人5次諧波.在故障線路將有5次諧波電流流過.通過檢測各分路的5次諧波信號可判別出故障線路。

采用上述幾種方法，能夠更準(zhǔn)確快速的查找出線路的單相接地故障，從而使電網(wǎng)能更及時的恢復(fù)供電，提高供電的可靠性。

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