单相接地是中压配网系统中最常见的故障

1、目目录录一、前言一、前言 .1 11.1 概述.11.2 适用范围.11.3 技术特点 .1二、技术特性二、技术特性 .2 22.1 环境条件 .22.2 技术参数 .3三、技术原理三、技术原理 .3 3四、功能概述四、功能概述 .4 4五、硬件配置五、硬件配置 .5 55.1 LCH-XGK-1 系列选线装置外观.55.2 CT/PT 滤波板.65.3 A/D 卡.65.4 开关量板.6六、六、LCH-XGK-1LCH-XGK-1 选线装置操作说明选线装置操作说明.7 76.1 开机 .76.2 主界面操作说明.7主界面.7查阅记录.8调整系统时间.96.3 系统发生接地故障界面 .106.

2、4 参数设置.10参数设置 .10-11修改密码.126.5 录波回放.13七、七、LCH-XGK-1LCH-XGK-1 选线装置产品定货类别选线装置产品定货类别.1414八、八、LCH-XGK-1LCH-XGK-1 选线装置现场安装调试选线装置现场安装调试.14148.1 前期准备.148.2 开箱检查.148.3 安装及接线.148.4 重 要 提 示.15九、设计附图九、设计附图 .1515附录一：LCH-XGK-1A 选线装置 开孔尺寸图.16附录二：LCH-XGK-1A 选线装置 背面接线端子图.17附录三：LCH-XGK-1A 选线装置 1D 端子排接线图 .18附录四：LCH-X

3、GK-1A 选线装置 2D 端子排接线图 .19附录五：LCH-XGK-1 小电流选线装置通信规约.20-22一、一、前言前言1.11.1 概述概述单相接地是中压配网系统中最常见的故障，发生接地后系统虽可继续带故障运行，由于非故障相对地电压升高了倍，若不及时处理可能会发展为非故障相绝缘破坏3继发相间短路的威胁。及时准确地判定接地回路是快速排除单相接地故障的基础，实现判定接地故障回路的保护装置通常被称为小电流接地选线装置，但早期的选线装置常发生误选和漏选，效果不能令人满意。我公司在总结了各种小电流接地选线方案成功经验和失败教训的基础上，应用当代计算机测控技术的新理念和新方法，对模拟信号处理、A/

4、D 转换、计算平台以及算法做了重大改进，研制出 LCH-XGK-1 型智能小电流接地系统接地选线装置，最终突破了“选线准确率偏低”这一长期困扰人们的难题，使选线结果真正具有了实用价值，选线准确率达到 100%。该装置具有操作简单、用户界面友好、选线准确、运行可靠等特点。它可广泛用于电力系统的变电站、发电厂、水电站及化工、采油、冶金、煤炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统，能够迅速可靠地指示出发生单相接地故障的线路。该装置可正确区分系统谐振和接地。接地告警信息以图形方式显示，告警界面直观醒目；采用标准部颁通讯规约，可与各保护生产厂家的综自设备接口；具备超大容量的故障纪录和故障录波功能，可利用随机配备

5、的波形分析软件，对故障录波数据进行事后调阅分析。为现场运行人员迅速处理接地故障提供了极大的方便。1.21.2 适用范围适用范围LCH-XGK-1型小电流接地系统接地故障选线装置适用于366KV各电压等级，各种出线方式的小电流接地系统：1. 中性点不接地系统；2. 中性点经消弧线圈接地系统；3. 中性点经电阻接地系统；4. 母线上装有消弧装置的小电流接地系统。1.31.3 技术特点技术特点LCH-XGK-1 型小电流接地系统接地故障选线装置拥有以下技术特点： 在运用近年来接地选线领域提出的多种选线方法基础上，本装置率先引入其他领域先进信号处理方法：引入巡航制导的电视地形匹配技术，对故障信号做图像

6、预识别和分类；根据预识别结果，运用人工智能领域的模糊推断方法，对分别适用于不同接地故障类型的每种选线方法，动态确定最优的加权系数，对各选线方法的结论做加权处理,从而得到最可靠的选线结果。本装置采用在业界具有良好口碑的台湾研华工控机作为硬件平台，该型工控机采用PIII级32位通用CPU，具有强大的整型和浮点运算能力和数据存储空间。采用高达1Mbps的12bit高分辨率高速数据采集卡，以确保精确采集接地瞬间的暂态过程电流电压数据。装置集成有一体的6.4”高亮度真彩液晶屏幕，内置标准键盘和鼠标，结构紧凑，操作方便。 本装置选用高精度电压、电流互感器，精度：0.2、角误差：5。 对故障反应迅速，完成1

7、次选线时间小于5个周波（100ms），能够准确捕捉闪络放电型接地故障；灵敏度高，零序二次电流达到10mA即可准确选线。 硬件自检智能化，采用硬件看门狗（Watchdog）技术，抗干扰、自检及自恢复能力强。 具有超大容量的故障录波能力，录波数据存储容量大于10万次，利用随机配备的波形分析软件，在本机上即可以直观的进行波形分析，也可以通过USB接口或以太网接口取出录波数据，进行离线分析。 配备标准串行通信接口（RS232或RS485），采用部颁标准CDT通讯规约，可以方便地和国内外各综自厂家的产品无缝对接。二、技术特性二、技术特性本装置的技术特性如下： 2.12.1 环境条件环境条件 工作环境温度

8、：-1055。贮存环境温度：-2570。 相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90，表面无凝结。 大气压力：80kPa110kPa。 海拔：2000米。 无爆炸危险，无腐蚀性气体，无导电尘埃，无剧烈振动冲击源。2.22.2 技术参数技术参数(1)装置电源：AC220Vl0，50Hz 或 DC220Vl0；(2)装置功耗：电源回路 120W； PT/CT回路 0.5VA；(3)额定零序电压：100V；(4)额定零序电流：1A；(5)继电器接点容量：DC220V/2A；AC220V/2A；(6)电压等级：14个；(7)母线段数：2段、4段、8段； (8)出线数：14路、28路、56路；(9)装置

9、重量：25KG；(10)通讯：接口RS232/RS485，波特率1200115200bps；(11)通讯规约：部颁标准CDT规约（主动上传）；(12)装置尺寸：一个标准19英寸，4U机箱（宽482高178深360）。C型装置使用2个标准4U机箱。三、技术原理三、技术原理单相接地故障选线装置选线原理主要有两大类型： 1、基于故障电网系统零序电参数选线方法；2、基于对故障电网注入特定频率信号（信号注入）并在各回路检测该频率信号选线方法。零序法一、二次设备结构简单，工程总费用低，易于施工，但软件算法复杂，对输入的零序电参数精度要求较高，需要采用高性能计算机、高精度CT变换器及数据采集卡。信号注入法软

10、件算法简单，对信号检测装置精度要求较低，易于实现故障点定段，但要求信号注入装置有较大功率，结构庞大复杂，通常需要在变电站内额外增加间隔，一、二次设备安装改造工程量大，工程造价高，注入的大功率非工频信号增加了电网谐波分量，影响电网供电质量，另外，综自站及无人值守站的使用不便。概括而言，基于这两种原理的选线装置均可实现准确选线，特色上各有千秋。LCH-XGK-1系列小电流接地选线装置是基于零序法的选线装置。基于零序法的选线装置在国内电力系统的使用已有20余年，但以前的选线装置运行中常发生误判，使用效果并不理想。我公司运用系统工程的分析方法，对早期基于零序法的选线装置及其使用工程进行了深入的研究分析

11、，认为造成这种结果的原因有四个方面：. 提供零序电流的CT精度低。. 信号A/D变换和处理的硬件平台性能低下。. 选线算法单一。. 工程管理和运行管理存在缺陷。针对以上四种原因，我公司提出了以下解决方案：. 对电缆出线形式的变电站，我公司提供LCH-LJK系列高精度零序CT供用户选购；对架空出线形式的变电站，选线装置应接入计量回路（电路分析可以证明接入选线装置对计量精度毫无影响） 。. 采用性能稳定，计算能力强大的工业计算机作为计算平台，使用制造工艺先进的高精度高速A/D卡进行数据采集，工频每周波采样可做到200个点，确保不漏掉任何暂态信号。. 同时采用改进改进零序功率方向法零序功率方向法、五

12、次谐波法、首半波法、电流抽样法、零序五次谐波法、首半波法、电流抽样法、零序有功分量法有功分量法等多种选线方法。运用图像匹配技术，对故障信号做预识别和分类，依据分类得到的相关系数，运用人工智能模糊推理方法根据模糊规则动态确定各种方法选线结果的加权系数，从而得到最优的选线结论。. 利用工控机海量存储空间优势，开发出接地故障录波功能。当装置发生误选情况时，使用随装置提供的录波数据分析软件对故障数据进行分析，即可查明误选原因。对管理缺陷造成误判的情况，提供了有效的改进参考意见。四、功能概述四、功能概述LCH-XGK-1 型小电流接地系统接地故障选线装置拥有以下功能：1接地选线 完成 3kV66kV 中

13、性点不接地或中性点经电阻、消弧线圈接地系统的单相接地选线，其工作方式不受系统运行方式及接地电阻的影响。 2显示功能 全中文显示实时时钟、装置运行状态、母线或线路名称，故障发生、持续时间等。以变电站一次主结线图形式显示各母线和出线，当系统发生接地故障时，一次主结线图上相应故障回路闪烁告警，告警信息直观醒目。 3设置功能全中文参数设置可对变电站名称、母线名称、电压等级、运行方式、线路名称、接线形式、CT 变比、启动整定值、装置柜号、通讯参数独立设置。 4故障追忆功能 可追忆 25 万次以上接地故障的事件记录，包括接地发生时间、消失时间、选线结果。具有 25 万次以上的故障数据录波能力，详尽纪录故障

14、过程中母线电压和各线路电流变化。5装置在线自检功能 本装置在正常工作下可定时在线自检，发现装置故障及时报警并显示故障类型。 五、硬件配置五、硬件配置5.15.1 LCH-XGK-1LCH-XGK-1 系列选线装置外观系列选线装置外观如图(5-1)图（5-1）LCH-XGK-1 小电流接地选线装置5.25.2 CT/PTCT/PT 滤波板滤波板如图(5-2)图（5-2）CT/PT 滤波板5.35.3 A/DA/D 卡卡 如图(5-3)图（5-3）A/D 卡5.45.4 开关量板开关量板如图(5-4)图（5-4）开关量板六、六、LCH-XGK-1LCH-XGK-1 选线装置操作说明选线装置操作说明

15、6.16.1 开机开机装置接线完毕，检查无误后，接通电源，打开装置前面板舱门，按下黑色电源开关，绿色电源指示灯被点亮，装置开始进行开机自检并启动操作系统，启动过程结束后，装置自动进入选线程序主界面。6.26.2 主界面操作说明主界面操作说明主界面：LCH-XGK-1 选线装置选线程序主界面（图 6-1） （该画面左下角的状态栏第一段显示为目前电网的运行状态，右下角则显示当前时间）：图（6-1）LCH-XGK-1 选线装置主界面查阅记录：点击“查阅纪录”按钮可以查看此前发生的单相接地故障纪录，包括各次接地故障发生的时间，持续时间和选线结果（图 6-2） 。当故障纪录过多，不方便查阅时，可以点击

16、“删除故障纪录”按钮，将以前的故障纪录全部删除（图 6-3） 。图（6-2）查阅故障记录界面图（6-3）删除故障记录调整系统时间： 如需要调整装置的系统日期、时间，请将鼠标移至显示窗口右下角的数字时钟处点击右键（图 6-4） ，在弹出的调整系统时间窗口（图 6-5）里设置正确的日期、时间，修改完毕点“确定”按钮返回。图（6-4）调整日期时钟图（6-5）调整日期时钟显示界面6.36.3 系统发生接地故障界面系统发生接地故障界面当系统发生单相接地故障时，主界面一次接线图中对应出线（母线）闪烁，左下方状态栏显示故障回路名称，中间状态栏显示其他两条可能发生接地的线路以供参考（图 6-6） 。当故障消失

17、后，左下方状态栏显示“系统正常运行” ， 中间状态栏和一次接线图继续保持故障指示一段时间，以利于值班人员纪录故障。图（6-6）6.46.4 参数设置参数设置参数设置运行选线程序安装目录下（D:接地选线）文件名为“参数设置.exe”的可执行程序，首先会弹出密码认证窗口要求密码验证，密码认证窗口界面如(图 6-7)。密码由 6 位数字组成，装置的初始密码为“111111” 。图（6-7）密码输入界面输入正确密码后点击确认按钮，即进入“参数设置”界面（图 6-8） 。该界面包括如下参数的设置：母线和线路的参数配置，配置表中母线和线路编号顺序应和实际接入装置接线端子的顺序一致；零序电压整定值（二次侧）

18、 ，用户根据保护整定计算定值设定此参数；发信延迟，用户可以设置故障发生后延迟多长时间（秒）发出接地报警信号，推荐为 3-5 秒（避免发生瞬时接地故障频繁报警） ；装置地址（设备柜号） 、通讯口、波特率用于和综自通讯时的通讯参数设定。用户在填写完毕后，按确认键返回主界面。图（6-8）参数设置界面修改密码如需要修改用户操作密码（初始密码“111111” ） ，请点击表单上方“修改密码”表头，进入“修改密码”界面（图 6-9） ，在两个密码框内分别输入新设定的新密码（6 位数字） ，注意两次输入的新密码必须一致。输入完毕点击确认按钮，如果输入无误，将显示修改密码成功，否则显示错误提示，并返回“修改密

19、码”界面，要求重新输入。如果要放弃修改，请点击“取消”按钮，返回程序主界面。图（6-9）修改密码界面6.56.5 录波回放录波回放当需要分析故障录波数据时，可以使用选线程序安装目录下的录波回放程序来分析零序故障电压、电流波形等。录波波形的界面显示如图（6-10） 、 （6-11）所示。图（6-10）图（6-11）七、七、LCH-XGK-1LCH-XGK-1 选线装置产品定货类别选线装置产品定货类别LCH-XGK-1 系列小电流接地选线装置产品定货类别： LCH-XGK-1 /A 公司标记 产品型号 A 代表 2 段母线、14 路出线B 代表 4 段母线、28 路出线C 代表 8 段母线、56

20、路出线LCH-XGK-1 系列小电流接地选线装置编码规则如上所示，请用户根据实际需要定购。八、八、LCH-XGK-1LCH-XGK-1 选线装置现场安装调试选线装置现场安装调试8.18.1 前期准备前期准备 安装选线装置前用户应具有完整的设计文件、图纸。对于改造工程，应特别注意一次零序 CT 的安装固定和选线装置机箱的开孔安装空间。8.28.2 开箱检查开箱检查8.2.18.2.1 用户接到装置后，请首先对包装箱进行外观检查，如发现包装箱破损、受潮、浸水情况，请不要开拆包装箱，并与交通运输部门交涉。8.2.28.2.2 打开包装箱后，请按订货合同清单检查到货型号与合同是否相符。并检查机箱有无变

21、形、面板及外壳是否划伤。8.38.3 安装安装及接线及接线LCH-XGK-1 系列小电流接地选线装置采用标准 4U 高 19 标准上架机箱。屏面开孔为标准 4U 开孔。零序电压与零序电流有屏上的端子排接入装置输入端子，在接线时应注意： （1）应保证所有线路的零序 CT 二次接线按同名端接入装置严格一致，这样才能保证选线装置的正确工作。因此在现场安装调试时一定要经过零序电压与零序电流的接入极性试验方可投入正式运行。 （2）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本装置，该线路接地时，装置显示母线接地。 （3）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；若连

22、在一起可装大内径零序电流互感器作为一条线路对待，必须使用多个零序 CT 时，该回路所有零序 CT 应具有相同的电气参数（变比、精度等） 。 （4）零序电流互感器的安装注意事项：所有零序 CT 安装的极性应必须严格一致（以一次电缆的电流从母线流出为准） ；一次电缆的接地外皮地线必须穿过零序 CT，在线路侧接地；电缆的固定夹应和电缆的外皮绝缘(图 8-1)。图（8-1）LCH-XGK-1 系列小电流接地选线装置可使用交、直流两种 220V 电源，用户可根据变电站供电电源情况，选用可靠性较高的供电方式。装置电源的接地线应可靠接地。8.48.4 重要提示重要提示 感谢您使用北京中电欧亚科技有限公司的产

23、品。为了安全、正确、高效地使用本装置，请您务必注意以下重要提示： 1) 本说明书仅适用于 LCH-XGK-1 系列小电流接地选线装置。 2) 请仔细阅读本说明书，并按照说明书的规定测试、操作。 若有特殊订制，请以工程说明书、工程资料为准。 3) 为防止装置损坏，严禁频繁停、送装置电源。4) 装置如出现异常或需维修，请及时与本公司联系。 5) 本装置的出厂初始密码是：111111。九、设计附图九、设计附图附图一：附图一：LCH-XGK-1ALCH-XGK-1A 选线装置选线装置 开孔尺寸图开孔尺寸图附图二：附图二：LCH-XGK-1ALCH-XGK-1A 选线装置选线装置 背面接线端子图背面接线

24、端子图附图三：附图三： LCH-XGK-1ALCH-XGK-1A 选线装置选线装置 1D1D 端子排接线图端子排接线图附图四：附图四：LCH-XGK-1ALCH-XGK-1A 选线装置选线装置 2D2D 端子排接线图端子排接线图附录五：附录五：LCH-XGK-1LCH-XGK-1 小电流选线装置通信规约小电流选线装置通信规约选线装置采用 CDT 规约，传送上行信息。系统正常运行时，每隔 5s 上传 1 帧数据；如发生单相接地故障，每隔 1s 上传 1 帧数据；如装置出现异常，则停止上传数据。1 1 帧结构帧结构帧结构如图 1 所示。每帧都以同步字开头,并有控制字和信息字。同步字控制字信息字图

25、1 帧结构2 2 字、字节、位的排列和发码规则字、字节、位的排列和发码规则帧的同步字、控制字、信息字的排列规则：字节由低 B1 到高 Bn 上下排列、字节的位由高 b7 到低 b0 左右排列，如图 2 所示。向通道发码规则：低字节先送,高字节后送；字节内低位先送,高位后送。3 3 同步字结构同步字结构同步字按通道传送顺序分为 3 组 EB90H,即 1l10、l011、l001、0000,。4 4 控制字结构控制字结构控制字如图 3 所示(1) 控制字节控制字节如图 4 所示E=0 表示使用已定义帧类别L=1 表示本帧信息字有内容S=1 表示源站址有内容b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1

26、 b0b7 b0 图 2 字节排列B1字节B2字节.控制字节帧类别信息字数 n源站址目的站址校验码图 3 控制字 b7 b0E L S D 0 0 0 1 图4 控制字节B1B2B3B4B5B6D=1 表示目的站址有内容(2) 帧类别帧类别为 F4H，表示遥信数据。(3) 信息字数n=1，一帧只有一个信息字。(4) 源站址与目的站址源站址默认为 1，目的站址默认为 2，目的站址可以在程序中进行设置。(5) 校验码本规约采用 CRC 校验，控制字和信息字都是（n、k）=(48,40) 码组，生成多项式为 G(X)=X8+X2+X+1。按发码规则的顺序以 G(X)模 2 除前 5 个字节，生成余式 R(X)，以 R(X)作为校验码。5 5 信息字结构信息字结构信息字如图 5 所示(1) 功能码装置功能码设