時文東，生西奎，朱大銘，王繼星

(1.國網(wǎng)延邊供電公司，吉林 延吉 133000;2.國網(wǎng)吉林省電力有限公司，長春 130021)

小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，線電壓依然保持對稱，不影響設備正常用電，供電可靠性高［1］，但系統(tǒng)中非故障相電壓升至線電壓，對系統(tǒng)絕緣造成威脅［2］，必須盡快找出故障線路并予以切除。國網(wǎng)延邊供電公司10 kV配電網(wǎng)采用小電流接地系統(tǒng)，其中，單相接地故障占所有故障的80%左右，雖然接地選線裝置已投入現(xiàn)場使用，但部分裝置選線準確率低，給運行維護人員查找故障點增加困難，故障排除時間延長，因此，建立科學有效的接地選線裝置測試方法，提高裝置入網(wǎng)門檻，是提升接地選線裝置整體運行水平的主要途徑。文獻［3］提出現(xiàn)場接地選線試驗的方法，雖然能在現(xiàn)場真實的故障條件下測試接地選線裝置，但容易對人身、電網(wǎng)、設備安全造成威脅，且受各種因素影響，實施起來比較困難。文獻［4］提出利用實時數(shù)字仿真(RTDS)系統(tǒng)測試小電流接地選線裝置，該方法不能真實模擬現(xiàn)場實際故障情況，其對接地選線裝置的測試結(jié)果有待考證。近年來，國網(wǎng)延邊供電公司利用電網(wǎng)仿真分析數(shù)據(jù)平臺模擬現(xiàn)場各種故障情況，對接地選線裝置進行了測試，該測試操作方便，安全實用。

1 電網(wǎng)仿真分析數(shù)據(jù)平臺原理及功能

電網(wǎng)仿真分析數(shù)據(jù)平臺(以下簡稱平臺)利用0.4 kV配電線路模擬10 kV配電線路，由6條出線和7個參數(shù)單元構(gòu)成(見圖1)。線路的阻抗、導納等用集中參數(shù)表示;參數(shù)單元中IR表示線路單相所帶電阻負荷，IC表示線路單相對地電容電流。平臺可以模擬10 kV中性點不接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)高阻接地系統(tǒng)和中性點經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)。圖1中接入點1～8可模擬10 kV配電線路在不同位置發(fā)生三相短路故障、兩相短路故障、兩相接地短路故障、單相接地故障，單相接地故障包括:金屬性接地、高阻接地、弧光接地。

2 基于電網(wǎng)仿真分析數(shù)據(jù)平臺的接地選線測試

對現(xiàn)場拆回的2臺接地選線裝置進行測試，測試示意圖見圖2，所有裝置零序啟動電壓設定為30 V，2臺裝置同時測試。

2.1 中性點不接地系統(tǒng)接地選線測試

系統(tǒng)采用中性點不接地方式，將線路1至線路6負荷全部投入，模擬線路6的C相發(fā)生金屬性接地故障，單相接地故障時間持續(xù)10 s。平臺電壓和電流測試數(shù)據(jù)見表1。

根據(jù)現(xiàn)場故障錄波波形及表1可以看出，中性點不接地系統(tǒng)線路6的C相發(fā)生金屬性接地故障后，系統(tǒng)A相電壓和B相電壓升高至線電壓，C相電壓為0。各線路暫態(tài)零序電流幅值較大，其中，故障線路6暫態(tài)零序電流幅值最大，且相位與其他非故障線路相反;與暫態(tài)零序電流相比，各線路穩(wěn)態(tài)零序電流幅值較小，其中，故障線路6穩(wěn)態(tài)零序電流幅值最大，其相位與其他非故障線路相反。

表1 中性點不接地系統(tǒng)線路6的C相發(fā)生金屬性接地故障測試數(shù)據(jù)

圖1 電網(wǎng)仿真分析數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)

圖2 現(xiàn)場接地選線測試

在上述試驗條件下，利用平臺模擬各類單相接地故障對裝置進行測試，裝置選線測試結(jié)果見表2。試驗進行了8次，裝置A正確選線6次，選線準確率為75.0%，裝置B正確選線3次，選線準確率為37.5%。

表2 系統(tǒng)中性點不接地裝置選線平臺測試結(jié)果

2.2 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)接地選線測試

系統(tǒng)采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式，消弧線圈補償度設為10%，線路1至線路6負荷全部投入，模擬線路6的C相發(fā)生金屬性接地故障，單相接地故障持續(xù)10 s。平臺電壓和電流測試數(shù)據(jù)見表3。

表3 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)線路6的C相發(fā)生金屬性接地故障測試數(shù)據(jù)

根據(jù)現(xiàn)場故障錄波波形及表3可以看出，中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)(過補償10%)線路6的C相發(fā)生金屬性接地故障后，系統(tǒng)A相電壓和B相電壓升高，C相電壓基本為0，系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓;各線路暫態(tài)零序電流幅值較大，其中，故障線路6暫態(tài)零序電流幅值最大，且相位與其他非故障線路相反;與暫態(tài)零序電流相比，各線路穩(wěn)態(tài)零序電流幅值較小，故障線路6穩(wěn)態(tài)零序電流幅值為補償后的零序電流幅值，其相位與其他非故障線路相同。

在上述試驗條件下，利用平臺模擬各類單相接地故障對裝置進行測試，裝置選線測試結(jié)果見表4。試驗進行了8次，裝置A正確選線7次，選線準確率為87.5%，裝置 B正確選線0次，選線準確率為0%。

表4 系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈接地裝置選線平臺測試結(jié)果

2.3 接地選線測試結(jié)果分析

在一次線路接地試驗中，僅當選出接地線路且未出現(xiàn)誤選非接地線路和母線時，表示裝置選線正確。表2和表4分別為在中性點不接地和中性點經(jīng)消弧線圈接地情況下裝置選線測試結(jié)果。表5為選線裝置現(xiàn)場測試結(jié)果(未統(tǒng)計瞬時性接地故障)。

表5 選線裝置現(xiàn)場測試結(jié)果

通過表2、表4、表5可以看出:電網(wǎng)仿真分析數(shù)據(jù)平臺對裝置選線測試結(jié)果與現(xiàn)場實際運行結(jié)果一致，說明電網(wǎng)仿真分析數(shù)據(jù)平臺可以有效檢測接地選線裝置選線準確率。

3 結(jié)語

本文提出利用電網(wǎng)仿真分析數(shù)據(jù)平臺對接地選線裝置進行測試的方法，通過將平臺測試結(jié)果與裝置現(xiàn)場運行結(jié)果進行對比，測試與現(xiàn)場實際運行結(jié)果基本一致，該方法可以準確檢測接地選線裝置選線性能的優(yōu)劣，為設備選型提供科學依據(jù)。