小电流接地选线装置选线不准确的实例分析

1、小电流接地选线装置选线不准确的实例分析【导读】我国大多数配电网采用中性点不直接接地系统（ NUGS,即小电流接地 系统。小电流接地选线装置对提高供电可靠性起着重要的作用， 小电流接地选线 方法研究及新的高性能选线装置具有较大的潜力和挑战性。为了让小电流选线问 题得到彻底解决，更好地运用于日常生活与生产之中，让小电流选线问题的解决 为我国经济发展带来前所未有的贡献。案例：重庆某 110kV 变电站重庆市某 110kV 变电站 10kV 系统运行方式，为单母分段运行，其中 10kV I 段母线有 6 回馈出线，2 组电容器出线，1 组站用变出线；10kV II 段母线有 11 回馈出线，2组电容器

2、出线，1 组站用变出线。中性点接地方式为经消弧线圈接 地方式。在运行过程中，10kV 系统发生单相接地故障时，采用人工拉路的方式 确定故障线路。自 2015年 10月起安装了小电流接地选线装置， 该装置安装于消弧线圈控制 柜中，通过钳接系统二次回路的方式，采集系统零序电压和零序电流，进行综合 判断。其中，I 段母线中，6 回出线 2 组电容出线，均接入设备，参与选线，II 段母线中，有 6 回出线 2 组电容出线，接入设备，参与选线，627、628、629、 631、632 没有接入设备。至 2016 年 11 月底，设备共记录瞬时性接地故障 194 次，实接地故障 6 次, 与现场实际接地处

3、理记录对照，结果如下：时间实际线路对应波形编号选线结果分析2016/5/16 15:52623 蹬碑线168611 线路I 母线电压接反，612 电流 接反，参数设置错误2016/5/17 15:37634 蹬黄线171624 线路II 母线电压接反，625 电 流接反，参数设置错误2016/7/5 14:00623 蹬碑线186611 线路I 母线电压接反，612 电流接反，参数设置错误2016/8/3 17:09624 蹬太线200611 线路I 母线电压接反，612 电流接反，参数设置错误2016/10/28 3:22634 蹬黄线218624 线路很怪异， 没有记录 634 的 波形（

4、没有输入），不过 如果考虑到“II 母线电压 接反，625 电流接反应该 选择母线2016/11/2312:53634 蹬黄线229624 线路II 母线电压接反，625 电 流接反，参数设置错误2一、实际故障分析1.2016/5/6 623 蹬碑线因为 623 为故障线路，其在消弧线圈投入前的半个周波中，零序电流的方向， 应该与其他正常线路的零序电流方向相反，而且幅值最大，并且，623 的零序电流应滞后 I 段母线零序电压 90，所以，通过录波和实际情况对比，623 零序电 流超前零序电压 90，而且 612 零序电流与 623 零序电流同相，得出的结果为： I 母线电压接反，612 电流接

5、反。实际选线时，因为错误接线，所以611 线路零序电流，符合接地故障特征，相位滞后零序电压90，幅值较大，而且选线设备参数设置错误，所以产生错选。纠正接地错误后分析，这是一个典型的中性点经消弧线圈接地系统，发生弧光接地，经消弧线圈补偿熄灭弧光后转变为高阻接地的故障，在故障发生的瞬间， 因为弧光引起的弧光过电压，零序电压升到170V,并且零序电压因为谐波引起畸变，故障线路 623 的零序电流为最大，并且与其他正常线路的零序电流反向， 在消弧线圈投入补偿后，弧光熄灭，在后续的录波中可以看到，零序电压降到 100V 以下，呈现高阻接地状态，623 的零序电流也与其他正常线路的零序电流同 相，并且都超

6、前零序电压 90 。这种现象的引起，可能是因为电缆绝缘薄弱引 起弧光放电，也可能是因为瓷瓶间隙积水，或者湿树枝断裂搭接等多种故障引起， 故障原因只能归纳为弧光接地演变为高阻接地。2.2016/5/17 634 蹬黄线3因为 634 为故障线路，其在消弧线圈投入前的半个周波中，零序电流的方向， 应该与其他正常线路的零序电流方向相反，而且幅值最大，并且， 634 的零序电 流应滞后 II段母线零序电压 90,通过录波和实际情况对比，634 零序电流超前零序电压 90，而且 625 零序电流与 634 零序电流同相，所以，得出的结果 为：II母线电压接反，625 电流接反。实际选线时，因为错误接线，

7、所以624线路零序电流，符合接地故障特征，相位滞后零序电压90，幅值较大，而且选线设备参数设置错误，所以产生错选。纠正接线错误后分析，这是一个中性点经消弧线圈接地系统， 发生金属接地 接地的单相接地故障，在故障发生时，零序电压升到 80V 左右，并且 634 线路的 零序电流与其他正常线路的零序电流反向，此时消弧线圈投入进行过补偿，零序电压升至 100V,故障线路的零序电流因为消弧线圈的过补偿，和正常线路的零 序电流同相。这种现象的因为，可能是因为架空线断裂落地，断裂掉落到横担， 或者线缆与绝缘子之间搭接金属物等现象因为，都可归结为金属性接地故障。43.2016/7/5 623 蹬碑线接线错误

8、分析 1 相同。纠正接线错误后分析故障，这是一次中性点经消弧线 圈接地，故障类型为弧光接地，具体为低弧道电阻接地，在故障发生的瞬间，零 序电压升到 270V,并且有大量谐波，经消弧线圈补偿熄弧后，演变为低弧道电阻接地，零序电压逐渐降到 100V 左右4. 2016/8/3 624 蹬太线接线错误分析与 1 相同。纠正接线错误后分析，这是一次接地电阻逐渐增大 的电阻接地故障，接地的瞬间，零序电压升到 80V,接地电阻较小，随着时间的 延续，接地电阻逐渐变大，零序电压逐渐降低。这类故障，可能是因为避雷器损 坏，或者瓷瓶间隙有水等现象因为，都归纳为电阻接地。5.2016/10/28 634 蹬黄线5

9、6接线错误分析与分析 2 相同。纠正接线错误后分析，本次接地故障应为电阻 接地伴随间歇性弧光的接地故障过程。 有可能为绝缘薄弱部位因为环境因素引起 的放电或闪络。6.2016/11/23 634 蹬黄线接线错误分析与分析 2 相同。 纠正接线错误后分析， 本次接地故障应为金属 接地。有可能为绝缘薄弱部位因为环境因素引起的放电。 综合本次接地故障与上 次接地故障分析，蹬黄 634 线存在绝缘薄弱环节，会在合适的外部环境下造成击 穿。二、结论通过对比设备录波及现场实际接地情况，结论如下：1.I 母线电压接反，612 电流接反；2.II 母线电压接反，625 电流接反；73.消弧线圈都是欠补偿，所以

10、导致部分暂态波形明显而稳态波形不明显；4.原来的选线装置配置中，中性点接地方式设置的是“中性点不接地”方式， 程序选线方法权重不太合理，应改为现在的权重。三、改进措施1.现场修正错误接线方式，对 I 段母线、612 线路、II 段母线、625 线路的钳 头，进行翻转；2.将 II 段母线 627、628、629、631、632 出线均接入设备进行选线；3.修改现场选线装置设置中，中性点接地方式为“经消弧线圈接地”，与实际情况对应；4.发生接地故障时，将拉路处理结果对照选线装置选线结果，判断选线装置准 确性，如果运行准确，可以逐步将选线装置结果作为拉路依据；5.现场安装固定式选线装置，并将通讯接

11、入站内综自后台，将选线结果上传至 调度，发生单相接地故障时，依据选线装置结果进行处理。市场上提出了很多种单相接地故障选线方法， 但是现场运行的选线装置仍然 经常出现误选、漏选现象。很多地方久而久之失去了对小电流接地选线装置的信 任，将其闲置，又恢复到了手动拉路选线的老路上。闲置选线装置的做法，不仅 造成了人力、物力的巨大浪费，也会使选线技术停滞不前，致使选线技术无法良 好的发展和推广。选线装置出现问题，可能由多方面的原因导致，下面，北京丹华昊博电力科 技有限公司选线专家为您详细剖析一下选线错误的原因分析。选线装置选线错误的原因分析1、选线方法存在缺陷理论和实践表明，没有一种选线方法能够保证对所

12、有故障情形都有效，每种 选线方法都有各自的局限性，需要满足一定的适用条件。仅依靠一种选线方法进 行选线是不充分的。如果选线装置仅仅采用一种方法，那么就有可能造成选线失 败。2、选线装置硬件存在缺陷如果选线装置的硬件平台不可靠，将导致 A/D 采样不准、CPU 执行程序 错误等问题，最终发生误选、漏选情况。具体包括：(1) 环境适应性差。多数小电流接地选线装置通常安装在变电站主控室内， 但是部分选线装置会安装在开关柜等一次设备区，其冬夏室内温度的变化较大， 可能达到-10c40C。因此，厂家在生产时，要选择对应的高质量工业标准元 器件，保证选线装置在恶劣环境下正常运行。否则，就会出现各类硬件故障

13、。(2)电磁兼容性差。有些选线装置电磁兼容性差，当发生静电干扰、浪涌 干扰时发生死机情况。(3)元器件性能不高。例如如果采用 8 位 A/D 芯片，就会严重影响 A/D 采样8的正确性，自然无法正确选线。3、 输入信号存在缺陷1)互感器特性的原因在理想的电流互感器中，励磁损耗电流为零，在数值上一次和二次侧安 匝数相等，并且一次电流和二次电流的相位相同， 但在实际使用中，由于励磁电 流的存在，一次和二次侧的安匝数并不相等，电流的相位存在一定的角差。零序 电流互感器存在非线性特性，受磁化特性影响的电流互感器往往在小信号和大信 号时呈现非线性的特性，造成测量误差。这必然影响到依靠零序幅值和相角原理

14、构成的选线装置，电流互感器厂家往往重视电流互感器在额定负荷电流时的特性 和流过短路电流时的特性，而忽视流过小电流时的非线性，导致选线所需要的小 信号失真。同时，零序电流互感器特性的非一致性也必然影响到选线的准确性。同样电压互感器也存在电压值误差和相角误差问题， 发生单相接地故障 时正常相会出现过电压，如果电压互感器伏安特性的线性度不好， 就会出现二次 零序电压失真，导致与零序电压相关的选线方法失效。2 )二次接线的原因多数选线方法需要比较零序电压、零序电流的相位，因此接入选线装置 的二次线路极性必须与装置要求一致，否则就会造成选线程序选线错误。现场经 常发生如下接线错误的情况：某些线路零序电流的极性接反；零序电压的极 性接反。特别是利用三相 CT 合成零序电流的时候，必须保证三相 CT 同极性并联， 否则合成后在二次线上将会出现很大的电流， 不仅影响选线结果，严重的情况甚 至烧坏选线装置。4、 参数设置错误