小电流接地及故障选线浅析.docxVIP

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小电流接地及故障选线浅析

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摘要：本文针对小电流接地系统单项接地故障及小电流选线装置，介绍了选线装置的选线原理，分析了不同选线装置选线方法。研究了选线装置发生误判的原因，并总结了工程中采取的改善措施。为工程应用中小电流选线装置的使用提供了参考依据。

关键词：小电流接地系统小电流接地故障单相接地故障小电流选线装置选线误判

1概述

电力系统的中性点接地方式是一个综合性的技术问题，它与系统的供电可靠性、人身安全、设备安全及绝缘水平等有密切的关系。电力系统常用的中性点接地方式主要有大电流接地系统：直接接地、经小电抗接地、经低阻接地；小电流接地系统：经高阻接地、经消弧线圈接地、不接地。

随着化工企业对供电可靠性的要求越来越高，小电流接地系统故障选线的重要性日益突出。配电网故障中绝大部分是单相接地故障。由于小电流接地系统发生单相接地故障时不形成短路回路，只有系统分布电容引起的很小的零序电流，三相线间电压依然对称，不影响系统正常工作。但是，小电流接地系统发生单相接地故障时，非故障相对地电压升高，如果发生间歇性弧光接地时，能够引起弧光过电压，系统绝缘受到威胁，容易扩大为相间短路。因此必须尽快找到故障线路，尽快排除故障。近些年，我国针对小电流接地系统发生单相接地故障的保护处理作了大量研究，并研制出了具有不同原理的选线装置。

2小电流选线装置选线方法介绍

小电流接地选线装置，是一种化工行业中普遍使用的保护设备。该设备适用于3kV-66kV中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，用于电力系统的变电站、发电厂及石油、化工等大型企业的供电系统，能够指示出发生单相接地故障的线路。

2.1基于（五次）谐波量的方法

由于故障点电气设备的非线性影响，故障电流中存在着谐波信号，其中以五次谐波分量为主。由于消弧线圈对五次谐波的补偿作用仅相当于工频时1/25，可以忽略其影响。因此，故障线路的五次谐波电流比非故障线路的都大且方向相反，据此现象可以选择故障线路，称为五次谐波法。缺点是五次谐波含量较小（小于故障电流10%），检测灵敏度低且受间歇性电弧现象影响。谐波平方和方法是将各线路3、5、7等谐波分量的平方求和后进行幅值比较，幅值最大的线路选为故障线路。虽然能在一定程度上克服单次谐波信号小的缺点，但并不能从根本上解决问题。

2.2有功分量法

零序电流有功分量是根据线路存在对地电导以及消弧线圈存在电阻损耗，故障电流中含有有功分量，非故障线路和消弧线圈的有功电流方向相同且都经过故障点返回，因此，故障线路有功分量比非故障线路大且方向相反。根据这一特点，可选出故障线路。在设计具体的选线装置时，可利用零序电压与零序电流计算并比较各线路零序有功功率的大小与方向来确定故障线路。

有功分量法的优点是不受消弧线圈的影响，但由于故障电流中有功分量非常小并且受线路三相参数不平衡的影响，检测灵敏度低，可靠性得不到保障。为了提高灵敏度，有的装置采用瞬时在消弧线圈上并联接地电阻的做法加大故障电流中有功分量。这样做带来的问题是使接地电流增大，加大对故障点绝缘的破坏，很可能导致事故扩大，且对电缆线路来说，这一问题更为突出。

2.3稳态零序电流比较法

当中性点不接地系统发生单相接地故障时，流过故障元件的零序电流其数值等于全系统非故障元件的对地电容电流之和，即故障线路上的零序电流最大，且故障线路的零序电流方向与所有非故障线路零序电流方向相反。通过零序电流的幅值和相位的比较可以找出故障线路。局限性：①零序电流的测量值受到电流互感器由于饱和而产生的不平衡电流的影响。②在中性点经消弧线圈接地系统中，故障相存在零序电流。③会受到过渡电阻大小的影响。

2.4注入信号寻迹法

注入信号寻迹法简称注入法，在发生接地故障后，通过三相电压互感器（PT）的中性点向接地线路注入特定频率（225Hz）的电流信号，注入信号会沿着故障线路经接地点注入大地，用信号探测器检测每一条线路，有注入信号流过的线路被选为故障线路。该方法的优点是不受消弧线圈的影响，不要求装设零序电流互感器（CT），并且用探测器沿故障线路探测还可以确定架空线路故障点的位置。

3选线误判分析

小电流选线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，也是小电流选线的核心功能。分析小电流系统单相接地时的运行状态，其不同于正常运行状态的信息主要有2点：故障线路流过的零序电流是全系统的电容电流减去自身的电容电流，而非故障线路流过的零序电流仅仅是该线路的电容电流。故障线路的零序电流是从线路流向母线，而非故障线路的零序电流是从母线流向线路，两者方向相反，或者说两者反相。小电流系统单相接地故障线路的判定并不容易，其原因主要有以下几个方面。

3.1电流信号太小