小电流接地故障选线技术综述

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1、小电流接地故障选线技术综述（江苏省电力公司淮安供电公司211700）摘要：为了提高单相接地故障选线的准确性，在分析小电流接地故障信号变化特征的基础上，从目前国内外小电流接地系统单相接地选线原理和装置的实际应用情况出发，对各种接地选线技术进行了分类和评述，总结了这些方法的可行性和最新的研究成果。最后，指出了小电流接地选线技术的发展方向。关键词：小电流接地系统；故障选线；消弧线圈；继电保护引言我国中压电网一般釆用小电流接地方式，由于小电流接地系统发生单相接地故障后，故障点与系统的中性点之间只会和电网的对地分布电容和电导形成一个小电流通路，流经故障点的电流比较小，且电力系统的三相线电压仍然保持

2、对称状态，一般不会对用户的供电造成严重危害，可以在故障存在的情况下运行l-2h，所以供电系统的安全可靠性比较高［1］。但随着馈出线的增多，电容电流也在增大，长时间运行就易使故障扩大成两点或多点接地短路，弧光接地还会引起全系统过电压，破坏系统的安全运行［2］。为此，研究合适的选线方法对其进行快速准确的故障判断显得尤为重要。目前，国内外关于小电流接地故障选线进行了多种研究，许多学者提出了基于不同原理的选线方法，主要分为基于稳态分量分析的选线方法和基于暂态分量分析的选线方法，木文将在介绍国内外接地选线研究现状的基础上，总结目前广泛釆用的选线方法，并分析它们的原理、应用条件及优缺点，进而提出未来

3、提高小电流接地选线准确性的能力方向。1单相接地故障分析1.1稳态零序电流的分布［3］基于稳态分量分析的选线方法都是依据电网中零序电流的分布选线的，因此，弄清电网接地故障吋的零序电流分布对针对不冋中性点接地方式确定选线方法很有帮助。A、中性点不接地系统中性点不接地系统的零序电流分布如图1，有以下特点：所有非故障馈出线的零序电流的大小与该馈出线的每相对地（零序）导纳成正比，方向为由母线流向馈出线。故障馈出线的零序电流的大小是所有非故障馈出线的零序电流大小的总和，方向为由该故障馈出线流向母线。显然，变电所中压母线上出线回路越多，则故障冋路上反映的零序电流就越人，也越冇利于单相接地自动选线装置的

4、故障选线判断。B、中性点经消弧线圈接地系统中性点不接地系统的零序电流分布如图2,有以下特点：所有非故障馈出线的零序电流的大小与该馈出线的每相对地零序导纳成正比，方向为由母线流向馈出线。故障馈出线的零序电流的大小和方向不仅与所有非故障馈出线的每相对地零序导纳大小有关，还与中性点补偿电感的补偿度有关，因此，一般中性点不接地电网的选线原理是不适用电感接地电网的。故障馈出线的零序有功电流等于全部非故障馈出线的零序有功电流和中性点补偿电路的有功电流的和，方向正好与非故障馈出线的零序奋功电流相反单相接地故障大多为电弧接地，电弧性接地是由于介质承受不了两端电压击穿而至，因此，一般发生在相电压接近于最大

5、值的吋刻。暂态接地故障电流有两部分组成：①由于故障相电压突然降低而引起的放电电容电流，此电流通过母线流向故障点，其振荡频率高达几十千赫其至几百千赫，衰减也很快，振荡频率主要决定于电网线路的参数、故障点的位置以及过渡电阻的数值。②由非故障相电压突然升高而引起的充电电容电流，它要通过变压器线圈而形成冋路。由于整个流通冋路的电感较大，充电电流衰减较慢、振荡频率也较低（一般在300〜3000Hz）、幅值大、因此，有利于测量。图3是6kV实验室模拟电网单相电弧接地（手摇间隙放电）实验波形，从波形可以概括出电弧接地的以下特征：①电弧接地吋，每次起弧均冇暂态分量出现。暂态分量的频率和衰减速度与电网结构

6、、变压器参数、故障点电阻等多种因素有关，但与中性点接地方式无关。②非故障线路零序暂态电流的大小与本线路对地电容的大小呈正比，而故障线路零序暂态电流等于所冇非故障线路零序暂态电流之和，且方向相反。这与中性点不接地系统中零序稳态电流特性相冋。这也是设计基于暂态分析的小电流接地选线方法的依据。③暂态分量的幅值主要由单相接地故障发生时刻决定，也与电网对地电容、变压器和线路电感及故障点电阻有关。发生在相电压最大值附近时，高频衰减的暂态零序电流最大，发生在相电压过零点附近吋最小。但在相电压最大值+300区间内，暂态分量远大于稳态分量。2利用稳态信号的接地选线技术2.1零序电流比幅法利用故障馈出线的零

7、序电流在数值上等于所有非故障馈出线零序电流数值之和［4】，即通过故障馈出线上的零序电流幅值最大这个特征就可以找出故障馈出线［5】。该方法只适用于中性点不接地系统，由于系统运行方式、线路长短、过渡电阻大小和电流互感器不平衡电流的影响，实际运用中较易误判,己很少采用。2.2零序电流比相法利用非故障馈出线零序电流超前零序电压90°,故障馈出线零序电流滞后零序电压90°的特点来进行选线，即非故障馈出线与故障馈出线的零序电流方