小电流接地系统的接地选线一

1、小电流接地系统的接地选线 （一 ） 35kV 及以下系统通常采用中性点不接地或经消弧线圈接地系统，该系 统正常运行时，三相对地电压等于相电压。发生单相接地时，接地相 对地电压小于相电压，其它两相对地电压大于相电压。接地点流过较 小的电容电流，因此称此系统为小电流接地系统。小电流接地系统最 大的优点是发生单相接地故障时，并不破坏系统电压的对称性，且故 障电流值较小， 不影响对用户的连续供电， 系统可运行 1 2h。但长期 运行，由于非故障的两相对地电压升高倍，可能引起绝缘的薄弱环节 被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电。同 时，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏

2、系统安全 运行。因此，当发生单相接地故障时，必须及时找到故障线路予以切 除。小电流接地系统发生单相接地故障时会出现零序电流及零序电压， 通过检测不同的量就构成了技术特点不同的小电流接地系统绝缘监察 及选线装置。目前，小电流接地信号及选线装置的设计判据主要有以 下几种： 1 反映零序电压的大小； 2 反映工频电容电流的大小、方向； 3 反映零序电流有功分量； 4 反映接地时 5 次谐波分量； 5 反映接地故 障电流暂态分量首半波； 6 信号注入法； 7 群体比幅比相法等，本文对 锡林郭勒地区电网的小电流接地系统绝缘监察及选线装置谈些认识。 1 小电流接地系统发生单相金属性接地时的特点 电网各处故

3、障相对地电压均为零，中性点对地电压值为相电压，未 故障相对地电压升高到相电压的倍，即等于线电压；电网中会出现零 序电压，零序电压大小等于电网正常工作时的相电压。 故障线路与 非故障线路出现零序电流，故障线路零序电流 3I 大小等于所有非接地 线路零序电流之和，电容性无功功率的方向为线路流向母线；非故障 线路零序电流大小等于本线路对地电容电流，其电容性无功功率的方 向为母线流向线路。 非故障线路的零序电流超前零序电压 90；故 障线路的零序电流滞后零序电压 90，故障线路的零序电流与非故障线 路的零序电流方向相反，相位相差 180。 接地故障处的电流大小等 于所有线路 （包括故障线路和非故障线路

4、 ）的接地电容电流的总和， 并超 前零序电压 90。 2 利用电压互感器构成的绝缘监察装置 锡林浩特一电厂、二电厂及锡林郭勒地区电网早期投运的 35kV 变电站、 110kV 变电站，均采用了这种绝缘监察装置。 该装置利用接于公用母线 的三相五柱式电压互感器，其一次线圈及主二次线圈均接成星形，附 加二次线圈接成开口三角形。接成星形的二次线圈供电给绝缘监察用 的电压表、保护及测量仪表；接成开口三角形的二次线圈供电给绝缘 监察继电器。正常情况下，系统三相电压对称，三相电压之和为零， 二次每相绕组电压 100V，开口三角每相绕组电压是 100/3V，两端电压 接近于零，电压继电器不动作。当发生单相接

5、地故障时，一次故障相 电压降为 0，非故障相电压升高到线电压。 二次故障相电压降为 0 其他 两相绕组升高到 100V，三个电压表中故障相电压表指示为 0，另两相 指示线电压， 由此得知故障相开口三角绕组电压降到 0，其他两相升高 到 100/V ，三角形开口两端电压升高到 100V，加在电压继电器上的电 压由正常时的 0V 升高到 100V，电压继点器动作发出预告信号。 这种绝缘监察装置投资小，接线简单，操作及运行维护方便；其缺点 是只能判断某一电压等级系统有接地， 而不能指出故障点所在的线路， 所以为了找出故障点，运行人员必须依次短时断开各条线路开关，这 样影响了非故障线路的连续供电。近年

6、来随着经济的快速发展，该种 无选择性的绝缘监察装置已不适应城乡经济对供电可靠性的要求。锡 林郭勒地区电网早期投运的变电站已开始逐步改造，这种绝缘监察装 置将逐渐退出使用，被具备选线功能的微机选线装置所替代。 3 具有选线功能的微机选线装置 近年来随着电力科技的发展，在综合自动化变电站中小电流接地系统 应用了独立的小电流接地选线装置，小电流接地系统的选线问题一直 是近年电力系统的一个难题，反映单一判据的选线装置运行中经常发 生误判。目前在技术上日渐成熟的市场上形成主导产品的小电流接地 系统选线装置多采用 相对原理 、多重判据 构成，多重判据即为用二 种及以上原理为判据，增加可靠性和抗干扰性能力，

7、减少受系统运行 方式、长短线、接地电阻等的影响。目前选线装置主要基于零序功率 方向原理，零序电流的幅值原理等。锡林郭勒地区电网近年来新投运 和改造的几座综合自动化变电站中均使用了独立的微机选线装置， 220kV 锡林 浩 特 变电站 、明安图 变 电站 、 温 都尔变 电站使 用 了 BW-ML196H型微机选线装置； 110kV东郊变电站使用了 MLX620 型 微机选线装置；西郊变电站使用了 DF3285型微机选线装置； 220kV 元 上都变电站及即将投运的 10kV明珠开闭站使用了 HY-ML2000型微机选 线装置，根据实际运行情况这些装置运行安全可靠，故障选线基本准 确。 下面以河

8、北 博为 BW-ML196H 型微机选线 装置和北京 华星 HY-ML2000 型小电流接地系统保护装置为例对微机选线装置原理、功 能及特点进行介绍。 河北博为 BW-ML196H 型微机选线装置采用谐波分析法， 结合暂态过程 的小波分析法与稳态过程的零序能量法， 采用微机实现智能选线方法， 消谐采用数字技术提取谐振时零序电压的振幅、频率特征控制触发可 控硅导通。其工作原理如下：当小电流系统发生单相接地时，故障线 零序电流为其它非故障线零序电流之和，原则上它是这组采样值中最 大的，但由于电流互感器误差、信号干扰以及线路长短差别悬殊，有 可能在排序时排在第二、第三位，但不会超过前三，这一步为初选， 所选用的原理是相对概念（在现行运行方式下，取前三个最大的） 。第 二步，在前三个信号里，采用相对概念即利用电流之间的方向或电流 与电压之间的超前与滞后关系，进一步确定是前三个中哪一个故障， 还是母线故障， 相对的相位关系允许角度误差在 85之间，而零序电流 二次侧幅值可在 1-100mA 之间变化。由于采用双重判据，而且使用的 都是相对原理，克服了运行方式变化、接地电阻及线路长短的影响， 并且不需整定。小波分析法利用接地初试的一段波形 ,每条线路由于长 短不一，阻抗值不同导致暂态过程中零序电流所含的谐波分量不同， 线路越短，高频分量越多