小電流接地故障選線技術(shù)綜述

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1、小電流接地故障選線技術(shù)綜述（江蘇省電力公司淮安供電公司211700）摘要：為了提高單相接地故障選線的準確性，在分析小電流接地故障信號變化特征的基礎(chǔ)上，從目前國內(nèi)外小電流接地系統(tǒng)單相接地選線原理和裝置的實際應(yīng)用情況出發(fā)，對各種接地選線技術(shù)進行了分類和評述，總結(jié)了這些方法的可行性和最新的研究成果。最后，指出了小電流接地選線技術(shù)的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：小電流接地系統(tǒng)；故障選線；消弧線圈；繼電保護引言我國中壓電網(wǎng)一般釆用小電流接地方式，由于小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，故障點與系統(tǒng)的中性點之間只會和電網(wǎng)的對地分布電容和電導(dǎo)形成一個小電流通路，流經(jīng)故障點的電流比較小，且電力系統(tǒng)的三相線電壓仍然保持

2、對稱狀態(tài)，一般不會對用戶的供電造成嚴重危害，可以在故障存在的情況下運行l(wèi)-2h，所以供電系統(tǒng)的安全可靠性比較高［1］。但隨著饋出線的增多，電容電流也在增大，長時間運行就易使故障擴大成兩點或多點接地短路，弧光接地還會引起全系統(tǒng)過電壓，破壞系統(tǒng)的安全運行［2］。為此，研究合適的選線方法對其進行快速準確的故障判斷顯得尤為重要。目前，國內(nèi)外關(guān)于小電流接地故障選線進行了多種研究，許多學(xué)者提出了基于不同原理的選線方法，主要分為基于穩(wěn)態(tài)分量分析的選線方法和基于暫態(tài)分量分析的選線方法，木文將在介紹國內(nèi)外接地選線研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，總結(jié)目前廣泛釆用的選線方法，并分析它們的原理、應(yīng)用條件及優(yōu)缺點，進而提出未來

3、提高小電流接地選線準確性的能力方向。1單相接地故障分析1.1穩(wěn)態(tài)零序電流的分布［3］基于穩(wěn)態(tài)分量分析的選線方法都是依據(jù)電網(wǎng)中零序電流的分布選線的，因此，弄清電網(wǎng)接地故障吋的零序電流分布對針對不冋中性點接地方式確定選線方法很有幫助。A、中性點不接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)的零序電流分布如圖1，有以下特點：所有非故障饋出線的零序電流的大小與該饋出線的每相對地（零序）導(dǎo)納成正比，方向為由母線流向饋出線。故障饋出線的零序電流的大小是所有非故障饋出線的零序電流大小的總和，方向為由該故障饋出線流向母線。顯然，變電所中壓母線上出線回路越多，則故障冋路上反映的零序電流就越人，也越冇利于單相接地自動選線裝置的

4、故障選線判斷。B、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)的零序電流分布如圖2,有以下特點：所有非故障饋出線的零序電流的大小與該饋出線的每相對地零序?qū)Ъ{成正比，方向為由母線流向饋出線。故障饋出線的零序電流的大小和方向不僅與所有非故障饋出線的每相對地零序?qū)Ъ{大小有關(guān)，還與中性點補償電感的補償度有關(guān)，因此，一般中性點不接地電網(wǎng)的選線原理是不適用電感接地電網(wǎng)的。故障饋出線的零序有功電流等于全部非故障饋出線的零序有功電流和中性點補償電路的有功電流的和，方向正好與非故障饋出線的零序奮功電流相反單相接地故障大多為電弧接地，電弧性接地是由于介質(zhì)承受不了兩端電壓擊穿而至，因此，一般發(fā)生在相電壓接近于最大

5、值的吋刻。暫態(tài)接地故障電流有兩部分組成：①由于故障相電壓突然降低而引起的放電電容電流，此電流通過母線流向故障點，其振蕩頻率高達幾十千赫其至幾百千赫，衰減也很快，振蕩頻率主要決定于電網(wǎng)線路的參數(shù)、故障點的位置以及過渡電阻的數(shù)值。②由非故障相電壓突然升高而引起的充電電容電流，它要通過變壓器線圈而形成冋路。由于整個流通冋路的電感較大，充電電流衰減較慢、振蕩頻率也較低（一般在300?3000Hz）、幅值大、因此，有利于測量。圖3是6kV實驗室模擬電網(wǎng)單相電弧接地（手搖間隙放電）實驗波形，從波形可以概括出電弧接地的以下特征：①電弧接地吋，每次起弧均冇暫態(tài)分量出現(xiàn)。暫態(tài)分量的頻率和衰減速度與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

6、、變壓器參數(shù)、故障點電阻等多種因素有關(guān)，但與中性點接地方式無關(guān)。②非故障線路零序暫態(tài)電流的大小與本線路對地電容的大小呈正比，而故障線路零序暫態(tài)電流等于所冇非故障線路零序暫態(tài)電流之和，且方向相反。這與中性點不接地系統(tǒng)中零序穩(wěn)態(tài)電流特性相冋。這也是設(shè)計基于暫態(tài)分析的小電流接地選線方法的依據(jù)。③暫態(tài)分量的幅值主要由單相接地故障發(fā)生時刻決定，也與電網(wǎng)對地電容、變壓器和線路電感及故障點電阻有關(guān)。發(fā)生在相電壓最大值附近時，高頻衰減的暫態(tài)零序電流最大，發(fā)生在相電壓過零點附近吋最小。但在相電壓最大值+300區(qū)間內(nèi)，暫態(tài)分量遠大于穩(wěn)態(tài)分量。2利用穩(wěn)態(tài)信號的接地選線技術(shù)2.1零序電流比幅法利用故障饋出線的零

7、序電流在數(shù)值上等于所有非故障饋出線零序電流數(shù)值之和［4】，即通過故障饋出線上的零序電流幅值最大這個特征就可以找出故障饋出線［5】。該方法只適用于中性點不接地系統(tǒng)，由于系統(tǒng)運行方式、線路長短、過渡電阻大小和電流互感器不平衡電流的影響，實際運用中較易誤判,己很少采用。2.2零序電流比相法利用非故障饋出線零序電流超前零序電壓90°,故障饋出線零序電流滯后零序電壓90°的特點來進行選線，即非故障饋出線與故障饋出線的零序電流方