供应小电流接地选线装置

李传果++邵志宏++宋洋

[摘 要]本文通过对东区供电公司16座变电站的小电流接地选线运行情况的统计分析，特别是同一座变电站安装两套小电流接地选线装装置在出现接地时的比较，得出正确使用装置和判断接地故障的方法，总结出运行操作中必须注意的几个问题。

[关键词]小电流接地系统 选线装置 措施

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0263-01

一、系统接地选线的基本方法

我国现有的选线装置在理论上多采用零序电流高次（以五次为主）谐波原理来实现故障选线，但是，我国的线路大部分都采用两相电流互感器，因此受到很大程度的限制。

（1）插入有效电阻法。发生接地故障时，在消弧线圈上短时并上一个有效电阻，使接地点产生一个有功分量电流，再利用此有功分量电流作为选线依据，经一定延时后，再把电阻切除。只要电阻选择合适，就能使接地点的有功分量电流足够大，从而达到选线的目的。

（2）5次谐波原理。在电力系统中，电源感应电势中本身就存在高次谐波分量，此外由于变压器、电压互感器等设备铁心非线性的影响，电网中必然包含一系列高次谐波分量，其中主要为5次谐波分量。对中性点经消弧线圈接地的系统，由于消弧线圈对5次谐波呈现的感抗为基波的5倍，而线路容抗为基波1/5，和线路容抗相比，消弧线圈近似于开路状态。因此，5次谐波感性电流可以忽略，系统单相接地时，5次谐波容性电流分布与中性点不接地系统中基波容性电流几乎相同，籍此可进行故障选线。

（3）首半波原理。该原理是基于接地故障发生在相电压接近最大值这一假设，利用单相接地瞬间，故障线路暂态零序电流第1个周期的首半波与非故障线路相反的特点构成。

（4）注入信号寻踪法。该原理是通过运行中的电压互感器向接地线注入信号，利用信号寻踪原理，实现故障探测。该装置由主机和信号电流探测器两部分构成，主机发出的信号通过电压互感器副边二次端子接入，并由故障线路接地点流回。信号探测器插在主机内部或安装在各条出线绝缘距离以外探测选线。由于故障选线是通过注入信号实现，无需使用零序电流互感器，也与电流互感器的接线方式无关。装置还具有测距定位功能，寻踪选线以后，必要时可停电进行测距定位。

（5）“S”注入法：系统发生故障时向系统注入一个特殊的电流信号，通过检测注入信号的路径和特征来实现测距，称之为“S注入法”与阻抗法一样，。都是通过电流电压计算测量点到故障点阻抗，它们的区别仅仅在于信号的检测方法的不同。

二、东区供电公司小电流接地选线装置的配置情况及选线原理；

全公司共19座变电站，16座变电站均安装了山东山大电力技术有限公司（以下简称山大）生产的TY型小电流接地选择装置，其中、辛安变采用的是上海思源的XHK-Ⅱ-ZP+型消弧线圈自动调谐及接地選线成套装置；辛六变、辛八变、青东变、莱东变等4座变电站还另外安装了与消弧线圈配套的DDS小电流接地选线装置。

TY型小电流接地选线装置分为A型和D型两种；A型装置在采用“S”注入法的基础上，将各出线的零序电流引入控制器，进行线路接地的判断。D型装置采用“S”注入法进行判断系统接地，使用手持机判断接地线路。

广州智光的DDS型小电流接地选线自动装置与KD-XH型配电网智能化快速消弧系统配合使用时，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，使故障点的电容电流被补偿，测得零序电流Io一般会是感性电流（过补偿），使得此时接地线路的零序电流也超前于零序电压，与线路的零序电流同方向，此时消弧系统造出一个小扰动，并通知选线装置进行选线，选线装置根据小扰动前后零序电流的变化量的大小（发生接地线路的扰动量是最大的），并综合功率方向等判据进行选线，

上海思源的XHK-Ⅱ-ZP+型装置，当系统发生单相接地时，经消弧线圈补偿之后的接地点残流通常小于5A，出线零序CT二次侧电流很弱，容易受到干扰影响选线的准确性。通过并联电阻，增加了零序电流的有功分量，采用独特的DK选线法对金属接地、高阻接地和母线接地进行选线。

三、选线装置运行使用情况：

莱东变、辛八变、辛六变、青东变分别都安装、使用了TY型和广州智光的DDS两套装置。

莱东变电站在使用过程中判断接地线路准确。

辛八变在没有使用TY型以前，DDS判断接地线路准确；两套同时使用后，选线出现不准确的现象。目前1#消弧线圈的控制装置中的电阻板烧毁，选线准确率也受到一定的影响。

辛六变两套装置同时使用时，选线不准确，后经查线，发现广州智光的DDS装置从消弧线圈的零序PT提取的零序电压，应该从相应母线PT的开口三角处取得零序电压，将其退出运行后，TY-06型判断接地线路准确。

青东变未发生过接地。

辛安变安装使用的TY-06D型和上海思源的XHK-Ⅱ-ZP+型装置，发生接地后，两套装置均不能准确判断出接地线路（XHK-Ⅱ-ZP+型消弧系统没有设计安装用于判断接地的中电阻）。

其余十一座变电站在发生接地故障时，在变电站开关柜后使用手持机进行选线不够准确，使用手持机在线路1号杆处判断接地线路准确。线路接地点定位非常准确。

四、使用过程中务必要注意的几个问题

由以上使用情况的统计分析，本文作者认为在使用选线装置时，除了日常的运行维护以外，还要注意以下几点：

1、采用“S”注入法的TY型和使用接地时消弧系统造出一个小扰动来判断接地线路的DDS型两套装置同时使用时，相互干扰信号的采取，造成接地选线误判断，在出现判断不准确时，应逐台关闭其中一套装置，使用另一套装置进行判断。最好两套装置轮流关闭，分别进行判断，以提高接地线路的判断准确率。

2、值班员使用手持机选线的地点选择不当，也会造成接线选线的不准确，接地时，值班员应尽量在线路的1号杆处使用手持机进行接地线路的判断。

3、在接线时应注意零序电压只能在PT的开口处取得零序电压，还要注意零序电压与零序电流的对应关系，即第一段母线零序电压与接入该段上的零序电流回路对应。由于选线判断采用零序功率方向，在接线时应注意所有的零序CT的安装方式（一次电缆穿过套管CT的方向）应一致，并应严格保证所有线路的零序CT二次接线同名端相同方向接入CT、PT变送器板，这样才能保证选线装置的正确工作。

4、通过一个断路器引出两条以上的电缆时，若末端不连在一起，则作为两条线路处理；使用手持机选线时，要选泽两条电缆距离较远处进行，避免相互干扰出现误判断。

5、出线上接的接地变压器或消弧线圈的线路零序电流不引入装置，否则该线路接地时，装置显示母线接地。

总之，值班员要全面认识小电流接地系统单相接地故障的特点，了解装置的工作原理，熟练掌握装置的操作方法和判断依据。研究人员要利用现代信息技术、计算机技术、信号处理技术及网络技术，提高在线故障选线、定位的自动化水平和准确性。