小电流接地选线装置配置与完善(谢续文)

1、 小电流接地选线装置应用完善 单位：发电厂电气工段 姓名： 谢 续 文 2007年3月小电流接地选线装置应用与完善太钢发电厂 谢续文 摘 要 将原来的小电流接地选线装置进行了改造，并阐述了接地选线动作的原理，对微机型小电流接地选线装置刚投入运行存在问题，通过对故障数据、波形进行分析，并进行了针对性的处理及解决方案，选线结果十分满意。 关键词 小电流接地选线 零序电流 启动电流 零序CT1 前言太钢发电厂10KV系统，采用经消弧线圈接地的小电流系统，对外供电线路比较多，由于绝缘子、电缆的绝缘及其它原因经常造成10KV单相接地运行，虽然不影响用电设备，但这种故障引起相电压升高对系统的绝缘性能构成很

2、大威胁，往往造成事故的扩大，造成两相短路或三相短路，保护动作掉，影响生产。如不加小电流接地选线装置，在发生单相接地故障时无法迅速确认故障线路发生在那条线路，给生产造成威胁，以线路来回停电、送电切换查找接地故障线路，需要的时间比较长且查找因难，并影响生产。因此当系统发生单相接地时，为不影响整个系统安全供电，应快速准确地查找故障线路，并通过切换电源，将故障线路切除，避免事故的发生。故对小电流接地选线装置改造是非常必要的。2 改造前我厂小电流接地选线装置状况改造前，我厂10KV系统小电流接地选线装置采用最早的电子管晶闸管式选线装置，在10KV A、B各配置一套，由于使用年限很长，电气元件老化，且当时

3、技术的局限性，在生产运行使用中，手动启动接地选线装置，所用时间很长，选择的准确性不高，往往不能做为确定故障的依据，还是需要通过以线路多次停电、送电切换查找接地故障线路，影响生产且对电力系统稳定运行构成威胁。3 小电流接地选线装置的安装与选型通过对市场调查、同行电厂的了解，并与厂家技术交流及设备性能比较，在2×130 T/h煤气锅炉改造扩建工程中，10KV配电柜配置了小电流接地选线装置，并通过招标，选用了北京丹华昊博电力科技有限公司KA2003小电流接地电网单相接地故障选线装置，考虑煤气锅炉10KV配电柜线路少，旧10KV系统线路的重要性，并在技术上加以论证后，将小电流接地选线装置安装

4、在主控室，同时监视旧10KV线路和煤气锅炉10KV配电柜线路。4 KA2003型小电流单相接地选线原理KA2003小电流接地电网单相接地故障选线装置带有40路选线功能。启动判线的条件为：零序电压3大于接地启动电压设定值且各线路零序电流大于启动电流设定值。本装置采用多种方法进行故障选线，每种方法都针对信号的具体特点，不同方法之间具有互补性。（1）智能型比幅比相法智能型比幅比相方法的基本原理是：比较母线的零序电压和所有线路零序电流的幅值和相位，故障线路零序电流相位应滞后零序电压90°并与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。传统比幅比相方法在信号处理、抗干扰和有效域

5、方面存在一定的缺陷。智能型的比幅比相方法采用Butterworth数字滤波器，对信号进行有效的数字滤处理，提取出了更可靠的信号成分，提高了选线正确性。（2）谐波比幅比相法谐波方法的基本原理是：对于中性点经消弧线圈接地系统，对谐波分量来说消弧线圈处于欠补偿状态，如果线路零序电流中含有丰富的谐波成分，则比较所有线路零序电流谐波分量的幅值与相位，故障线路零序电流幅值较大且相位应与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。谐波选线方法采用有效的数字滤波手段，提取出能量最高的谐波频带范围，避免了提取单一谐波频率而导致的误差。（3）连续选线技术连续判断技术是针对小电流接地系统单相接地故障

6、中故障信号微弱、容易受干扰的特点而采取的技术措施。该技术不完全依赖于一次判断的结果，而是综合考虑全过程的情况。装置在故障没有消失的情况下每隔1秒钟重复进行选线计算，直至故障消失，这样可以有效地排除少数几次误判。5 小电流接地选线装置安装及接线小电流接地选线装置经过考虑后安装在主控室控制屏上，同时监视旧10KV系统线路和煤气锅炉10KV配电柜线路。通过对设备的图纸的了解，并根据我们现场线路分布情况，自已设计施工接线图纸并指导专业人员进行施工。接线原理图如下：10KV母线接地高厂变隔离开关 KA2003小电流接地选线装置线路1零序CT线路n零序CT3U0CT1CTn··

7、3;消弧线圈注：电缆的接地线，必须返回穿过零序CT后，才接地。保证通过零序CT的电流为接地故障时通过线路为零序电流相一致，测量反映真实。6 微机型小电流接地选线装置刚投入运行中发现的问题小电流接地选线装置在施工过程中，只是将原来小电流接地选线装置拆除，将原来的零序CT线直接接在新安装微机型小电流接地选线装置上。自2006年3月投入运行到4月份底，我厂10KV系统共发生接地10项，其中实接地4项，瞬时接地无法判断选择的准确性，在实时接地4项中，能判断选得不准确的线路有2项（准确率为50%），如4月25日20:46分，10KV系统A、B、C内外母实接地，接地选线装置选出626线路，可靠性为100，

8、但断开626线路时，接地并没有消除，后来通过倒换母线、线路，当断开611开关时，接地消除。7 存在问题的分析及解决故障过程：2006年4月25日20时45分发生接地故障，当时母联开关闭合，装置将所有线路零序电流记录下来，录波如图所示。装置选择626线路接地。随后运行人员将B段母线并在10KV C段，断开母联600#开关，AB段母线分系统运行，断开后只有A段母线是故障段，装置立刻选择611线路接地，该线路就是故障线路。录波如图所示。问题分析：通过对故障数据、波形进行分析，611#线路接地时，626#的零序电流比故障线路611#还大，同时发现线路612、621、625、627、733的极性接反，导

9、致最初的选线错误。另外线路734和751的不平衡电流很大，线路734的一次侧不平衡电流达到4.3A，线路751的一次侧不平衡电流达到8.6A，这样大的不平衡电流也导致装置误选。根据电流的不平衡，对所有的零序CT进行了检查，发现现场零序CT存在如下问题：(1) 线路多为多电缆出线，对于这类出线要求各个电缆都安装同一型号的零序CT，并将CT的二次侧进行并联。但是很多线路并没有在每条电缆上都安装零序CT。(2) 很多线路电缆零序CT不一致。(3) 多数零序CT都是十几年前安装的，精度已不适应装置的要求。(4) 零序CT变比没有统一，大小不一致以上问题也是导致小电流接地选线装置误选原因其中之一。针对这

10、些问题，结合记录的数据、波形，对每次的波形与现场情况进行比较，分析结论有以下几点造成选择不准确：（1） 由于电缆零序CT不一致，变比不同，造成采集的零序电流大少不同，接地线路电流反比没有接地的线路小，造成错选。（2） 由于线路为多电缆出线，但现场有的线路没有全配零序CT，当没配零序CT的电缆接地，造成接地选线装置采集的接地线路零序电流很小，以至选其它没接地的线路，造成错选。（3） 其它几点，只是影响接地选线装置的准确性。（4） 零序电流极性有一部分被接反。针对这些结论，我们考虑在零序CT不能短时全部更换，为配合运行，暂时将零序CT变比小的线路，通过计算，在接地选线装置中将其倍数减少来调整，同时

11、将现场线路零序CT配齐，将零序电流极性接反的线路612、621、625、627、733极性倒换,通过这些工作的落实，从5月份到现在，没发现错选现象，KA2003型小电流接地选线装置投运行效果良好，动作准确。8 遗留问题及解决方案现场线路零序CT不一致，变比不同，极易造成小电流接地选线装置误选、错选。为解决问题，我们计划将零序CT全部更换，统一型号、变比（现已报计划），通过这些方案实施，将提高KA2003型小电流接地选线装置动作的准确性，完善各种功能。9 结论通过对故障数据、波形进行分析，并进行了针对性的处理，解决了微机型小电流接地选线装置刚投入运行存在问题，并在生产过程中，小电流接地选线装置自动跟踪10KV线路，当发生