郭茜婷

（國網(wǎng)寧德供電公司）

寧德10kV電網(wǎng)小電流接地選線裝置的應用

郭茜婷

（國網(wǎng)寧德供電公司）

近年來，10kV電網(wǎng)接地故障的種類越來越多，也越來越復雜，小電流接地選線裝置不正確動作現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴重地影響寧德電網(wǎng)的供電可靠性，本文結合目前寧德10kV電網(wǎng)不同中性點接地方式及保護配置的特點，介紹了小電流接地選線裝置的原理，對10kV小電流接地選線裝置的不正確動作具體原因進行分析，找出10kV小電流接地選線裝置在不同運行方式下不正確動作的客觀原因以及在設計、設備選型、安裝過程中的人為原因，提出關鍵問題的解決方案，進一步提高10kV系統(tǒng)供電可靠性。

小電流接地選線；運行方式；供電可靠性

1　寧德電網(wǎng)10kV系統(tǒng)接地方式及基本運行特征分析

至2015年8月，國網(wǎng)寧德供電公司在運行的變電站有126座，其中4座220kV變電站、11座110kV變電站及1座35kV變電站10kV系統(tǒng)采用經(jīng)消弧線圈的接地方式，其余10kV系統(tǒng)均為不接地方式。由于1OkV饋線零序CT接地點安裝不牢靠、感應電流過大等原因，各變電站的小電流接地選線裝置仍存在選線不準等問題，因此均投發(fā)信（未投跳閘）。其余，不接地系統(tǒng)的變電站根據(jù)年均電容電流大?。?5kV、10kV電網(wǎng)均為10A），逐步安排對電容電流超過限值的母線增配消弧線圈。

2　寧德電網(wǎng)主要接地方式的比較

近年來，由于寧德10kV電網(wǎng)越來越多的使用電纜作為供電線路，使得電容電流大幅度增加，寧德電網(wǎng)主要采用中性點非有效接地方式，總體劃分為以下兩類：中性點不接地方式和中性點經(jīng)消弧線圈接地方式。在這一類中性點接地系統(tǒng)中，當電網(wǎng)發(fā)生當電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，雖然非故障相對地電壓將升高至原來的倍，與線電壓相當，但是電源電壓仍然對稱，同時，因為單相接地電流較小，故允許繼續(xù)供電約2h。因此，在這種類型接地方式的電網(wǎng)中運行的電氣設備，其絕緣必須按線電壓設計。當然，在不同的接地方式下，發(fā)生單相接地的故障電流、電弧接地導致的過電壓及鐵磁諧振過電壓也不盡相同。另外，由于中性點接地方式的不同，電網(wǎng)在發(fā)生單相接地故障時，零序電流的大小和方向都會發(fā)生變化，因此接地保護的原理因中性點接地方式的不同也各有區(qū)別。以下具體說說系統(tǒng)不接地與經(jīng)消弧線圈接地這兩種非有效接地方式的特點：

2.1中性點不接地方式

中性點不接地又稱為對地絕緣方式，實際上是經(jīng)過集中于電力變壓器中性點的等值電容（絕緣狀態(tài)欠佳時還有泄漏電阻）接地的，其零序阻抗多為一有限值，呈現(xiàn)容性，因接地程度系數(shù)k< 0，DU可能高于相電壓，因此非故障相的工頻電壓升高會略高于線電壓。寧德中壓電網(wǎng)由于規(guī)模限制，多采用中性點不接地方式：當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，故障電流為所有非故障線路電容性電流的總和，這個值是相當小的，對供電可靠性無較大影響。同時，由于各相間的電壓維持不變，三相系統(tǒng)的平衡性未被破壞，允許繼續(xù)2h。但是當接地電流較大時容易產(chǎn)生弧光接地過電壓，使得系統(tǒng)安全性受到影響，要求系統(tǒng)具備較高的絕緣水平。

2.2中性點經(jīng)消弧線圈接地方式

中性點非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，接地點將反映相同電壓等級的所有對地電容電流大小。近年來，由于系統(tǒng)越來越復雜，容量越來越龐大，導致了故障相發(fā)生后對地電容電流過大，在接地點產(chǎn)生較大的電弧接地過電壓，導致非故障相對地電壓增加、絕緣損壞甚至造成兩點或多點接地短路，使事故范圍擴大。因此，必須限制電容電流。限制電容電流的方法主要有兩種：淤采用變壓器或母線分列、分段或分區(qū)供電，減少系統(tǒng)規(guī)模。然而，這樣做的后果是增加了經(jīng)費，且又導致變壓器的容量上不去以致降低了功率因素，且與城市寸土寸金的土地相矛盾，儼然是十分不經(jīng)濟的。于采用經(jīng)消弧線圈接地的方式，用消弧線圈的電感電流來抵消電網(wǎng)對地的電容電流。

3　小電流接地選線裝置不能可靠動作的原因及運維過程中存在的問題

如上文所述，若配電網(wǎng)發(fā)生永久性的單相接地故障，三相線路中的非故障相電壓會上升倍，當發(fā)生間歇性弧光接地時，還會產(chǎn)生高于相電壓值2.5耀3倍的過電壓，一點接地短路故障發(fā)展成為相間短路和多點故障，不僅影響電力系統(tǒng)安全運行，而且故障點所產(chǎn)生的電流還可能危及人身安全。因此，當小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，為避免不必要的損失，及時找出故障點成為一項重要任務。

單相接地故障的定位和選線作為供電領域中一項重要的實用技術，經(jīng)過多年的研究和發(fā)展，雖然在理論上取得一定的突破，但在實用的定位和選線技術上目前發(fā)展狀況仍然不夠理想，目前已有的選線裝置在可靠性和準確性還達不到使用標準。到目前為止，尚無準確可靠的微機選線裝置可以準確判斷故障線路，使得大部分變電站不得不采用原始的拉入法判斷故障線路，這樣大大降低了供電的安全性和智能性。單相接地故障的定位和選線的難點主要包括以下幾個方面：

3.1零序電流互感器選型不當或安裝錯誤將導致接地選線裝置不可靠動作

淤在對零序電流互感器安裝過程中，需選擇合適的零序CT變比，若過小故障時的電容電流容易造成零序CT飽和，二次電流畸變導致小電流接地選線裝置不能可靠動作。因此，在造價允許的范圍內(nèi)選擇高精度、高靈敏度、合適CT變比的零序電流互感器十分重要；于零序CT的極性端（標有“P1”、“L1”）應指向母線，二次測的極性因與一次側一致，否則零序電流會直接流入大地而無法通過小電流接地選線裝置，造成其不正確動作。

3.2故障穩(wěn)態(tài)信號微弱，難以檢測

在各種中性點接地方式中，故障時產(chǎn)生的電流最小的是中性點經(jīng)消弧線圈接地方式，故障電流比正常線路流過的電流信號還要微弱，其中電流的有功分量和諧波分量就更小。這是基于穩(wěn)態(tài)分量故障選線技術所面臨的主要問題之一。

3.3日常運行維護過程中存在的問題

小電流接地選線裝置在日常維護中通常存在以下幾個方面的問題：淤由于運規(guī)未要求選線裝置信號接入后臺機，而寧德全市變電站均已改為運維管理，大部分變電站為無人值守變電站，運維人員無法實時掌控其動作情況；于小電流接地選線裝置廠家多，產(chǎn)品的性能及技術支持服務良莠不齊，影響日常的運維；盂動作事件記錄不完善：大部分小電流接地選線裝置動作記錄模塊中無法體現(xiàn)具體的接地線路，只能通過故障發(fā)生的時間對應查找，特別是早期投運的選線裝置甚至沒有事件記錄的功能；榆大部分裝置無對時功能，使得在進行裝置動作正確性判斷時，無法確認動作時間，或常常出現(xiàn)裝置與后臺報文時間不一致，影響對裝置正動率的統(tǒng)計。

4　提高小電流接地選線裝置接地故障判別準確率的改進方案

寧德市配電網(wǎng)絡的小電流接地選線裝置普遍準確率較低，在出現(xiàn)接地故障時還經(jīng)常要采用拉路檢查的故障排查模式，已成為配網(wǎng)發(fā)展的制約，為提高供電可靠性改變這一現(xiàn)狀，需從以下幾個方面著手予以解決：淤裝置選型方面：從選線的效果來看，以穩(wěn)態(tài)信號作為主要判據(jù)的裝置選線正確率較低。去年至今，國網(wǎng)寧德供電公司投運了3套采用暫態(tài)分量和特征頻帶選線裝置的小電流接地選線裝置，依據(jù)目前的選線情況，其故障判別的準確率高達100%。今后應選擇以暫態(tài)信號為主要判據(jù)，融合其它判斷條件的裝置，以確保選線正確率；于加強對小電流接線選線裝置的運行維護和驗收管理：將小電流接線選線裝置納入繼電保護驗收管理，對于零序CT選線裝置、電流電壓回路，按照繼電保護的標準驗收，加強運行維護和定檢，定期對選線結果正確率進行統(tǒng)計分析，盡早發(fā)現(xiàn)家族性缺陷并解決；盂局部試點10kV不接地系統(tǒng)經(jīng)小電阻接地，該運行方式已在越來越多的供電局試點并得到廣泛應用。這種接地方式有以下優(yōu)點：消除了PT諧振弧光過電壓避免了人身死亡事故；提高10kV設備的絕緣余度；避免了同一段開關柜絕緣損壞而引起火燒連營；結構簡單，維護方便；榆投入10kV線路的零序電流保護，在小電流接地選線裝置無法準確動作的情況下，由線路的零序保護快速反饋接地故障，再由運維人員進行相關操作。

5　結語

小電流接地選線作為配電網(wǎng)絡接地故障的一種主要檢測手段，提高選線準確率，對于提高供電企業(yè)的供電可靠性和供電質(zhì)量有著重要的意義。國網(wǎng)寧德供電公司在積累小電流接地選線運行經(jīng)驗的同時，也在探索有效的選線方案。隨著硬件技術的發(fā)展，暫態(tài)量選線裝置由于其高采樣率和高速率CPU的應用，其正確率已達到較高的水平。配電系統(tǒng)經(jīng)小電阻接地，增強了接地故障特征電流量，為零序電流保護的正確動作奠定了基礎，可以實現(xiàn)接地故障的快速切除，為人身和設備安全提高了更加可靠的保障，建議考慮將小電流接地選線裝置作為新建變電站的標準配置予以推廣，同時逐步為未安裝的變電站補充安裝。

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1673-0038（2015）49-0247-02

2015-11-20

郭茜婷（1989-），助理工程師，大學本科，主要從事繼電保護管理，主配網(wǎng)定值計算工作。