小電流接地選線

1、小電流接地選線裝置實施一、裝置背景介紹在我國110kV以下電力系統(tǒng)中，變壓器的中性點多采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地 方式，簡稱為小電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時，故障相電 壓降為零，非故障相電壓升高為相電壓的V 3倍，但三相之間的線電壓仍然保持對稱, 故障電流僅為系統(tǒng)對地電容電流，數(shù)值往往較負荷電流小得多，對供電負荷沒有影響， 因此規(guī)程允許繼續(xù)運行12h。但實際運行中，接地故障引起的弧光過電壓可能會引起 電力電纜爆炸、TV保險熔斷甚至燒壞、母線短路等事故，因此，迅速確定接地點、消 除單相接地故障對系統(tǒng)的安全運行有著十分重要的意義。傳統(tǒng)的尋找接地故障線路的方法是：依次逐條斷開

2、每回出線的斷路器，故障線路 被斷開后，系統(tǒng)電壓恢復且接地信號消失，否則繼續(xù)尋找。雖然這種尋找方法大多可通 過重合閘來進行補救，但對一些供電要求很高的用電客戶來說，這種方法的弊病是顯而 易見的，尤其是對那些負荷較重的線路，這種方法已不滿足安全穩(wěn)定供電的要求。小電 流接地選線裝置自問世以來，迅速得以普及，經(jīng)歷了幾次更新?lián)Q代，其選線的準確性已 在不斷提高。小電流接地系統(tǒng)單相接地故障特點如圖1所示為一中性點不接地系統(tǒng)，假定電網(wǎng)的負荷為零，并忽略電源和線路上 的壓降。電網(wǎng)各相對地電容為 Co，這三個電容就相當于一對稱 丫形負載，其中性點就 是大地。UN圖1中性點不接地系統(tǒng)正常運行時，電源中性點對地電壓等

3、于零，即 Un=0,各相對地電壓為相電勢，三相電容電流也是對稱的，并超前相應電壓90，正常運行時的相量如圖2EcEb圖2正常運行時的相量圖當A相發(fā)生單相接地時，A相對地電壓變?yōu)榱恪４藭r中性點對地電壓就是中性點 對A相的電壓，即UN=-EA。各相對地電壓和零序電壓分別為U a = 0U b = Eb - Ea = V3 EAej-15U c = Ec - Ea = V3 Ea50Uo =1/3 ( U a + Ub + U c ) = -Ea上式說明，A相接地后，B相和C相對地電壓升高為原來的V 3倍，此時三相電 壓之和不再為零，出現(xiàn)了零序電壓。非故障相出現(xiàn)了超前相電壓 90的電容電流，線路 上

4、出現(xiàn)了零序電容電流。其值分別為I B=j 3 Co U BIC=j 3 Co U C3Io= Ib+ I c=-j3E a 3 Co接地故障時的相量如圖3I B+ICI CUdUo UBEcEB3Uo圖3接地故障時的相量圖如下圖4所示的中性點不接地系統(tǒng)中，線路 1、2和電源的各相對地電容分別為 Coi、C02、Cog。當線路2的K點發(fā)生A相接地故障時，系統(tǒng)中各元件的A相對地電容 均被短接，各元件的A相對地電容電流為零。各元件的 B、C相對地電容電流都要通過 大地、故障點、電源構成回路，如圖 4所示。ABCEaEbEcI Bi | B2r bi-I C1r ci土I B1線路1線路2Ic 1 I

5、c 2Cg IBg: ：| : CogI C2HIHI圖4中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障電容電流分布圖由圖4可見，非故障線路1保護安裝處流過的零序電容電流為3Ioi= Ibi + Ici電源保護安裝處流過的零序電容電流為3I0g= IBg+ ICg故障線路2保護安裝處流過的零序電容電流為 31。2，仍以母線流向線路為假定正方 向，則3I02= (IB2+ IC2)-(IB1+ I C1)-( I Bg+ I Cg)-( I B2+ IC2)=-(IB1+ IC1+ IBg+ ICg)=j3EA 3 (C01+ Cog)綜上所述，中性點不接地系統(tǒng)單相接地時有以下特點：( 1 )接地故障相對地電壓降

6、為零，其它兩相對地電壓上升為線電壓，系統(tǒng)出現(xiàn) 零序電壓，其值等于電網(wǎng)正常運行時的相電壓，且處處相等；(2) 非故障線路保護安裝處流過的是本線路的零序電容電流，其值為3EA3 Co， 方向由母線指向線路，相位超前零序電壓 9o；(3) 故障線路保護安裝處流過的是所有非故障元件的零序電容電流之和，其方 向由線路指向母線，相位滯后零序電壓 9o。三、 小電流接地選線的原理中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的特點是構成小電流接地選線的基本原 理，接地選線裝置的判據(jù)一般有兩個。(1) 啟動判據(jù)：一般用零序電壓作裝置啟動判據(jù)。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時， 發(fā)電廠(或變電站)母線電壓互感器的開口三角繞組將產生

7、零序電壓，當零序電壓大于 整定值時(一般整定為1020V )裝置啟動，選線功能主站發(fā)出信號向該段母線上的所 有出線保護裝置召喚零序電流的大小方向，進行分析判斷。(2) 選線判斷：一般用零序電流的大小和方向構成選線判據(jù)。選線裝置根據(jù)采 集到的各線路零序電流的大小，初步判出接地的故障線路，再根據(jù)各線路的零序功率方 向確認故障線路。從上面小電流接地系統(tǒng)單相接地故障時的特點可以看出，故障線路的零序電容電 流為所有非故障線路的零序電容電流之和，如果同一母線上的線路條數(shù)足夠多，且各條 線路的參數(shù)差異不大， 則故障線路的零序電容電流將遠遠大于非故障線路的零序電容電流，利用零序電流的大小就可以判斷出故障線路。

8、同時故障線路和非故障線路的零序電 容電流方向不同是構成選線的另一主要判據(jù)， 非故障線路的零序功率方向由母線指向線 路、而故障線路的零序功率方向則由線路指向母線，利用零序功率方向的不同也可以判 斷出故障線路，而且零序功率方向還不存在動作死區(qū)的問題。如果所有線路的零序功率 方向都為正向，則判斷母線接地。四、零序電流、零序電壓的獲取及試驗方法對于電流互感器采用三相完全星型的接線方式，可以用三相電流的矢量和作為零 序電流，其優(yōu)點是接線簡單，不易混淆零序電流的同名端。當電流互感器為兩相不完全 星型的接線方式，且出線為電纜時，可加裝單獨的零序電流互感器，其優(yōu)點是不平衡電 流較小，故障情況時，反應更為靈敏。

9、應特別注意零序電流的方向均應以母線流向線路 為正，零序電流慮過器或零序電流互感器的同名端接保護裝置的同名端。大部分微機線路保護裝置零序電壓的選取，都由保護裝置本身計算故障時的三相 電壓直接得出，也有的保護裝置需外加零序電壓，外加零序電壓時應注意零序電壓的方 向，電壓互感器的開口三角采用正極性接法但是以反接線接入保護裝置，也就是電壓互 感器的開口三角同名端（星號端）接出N并接地，再接微機保護裝置的同名端3Uo* ；非同 名端（不帶星號端）接出L，同時接微機保護裝置的非同名端 3Uo，如圖5所示。圖5零序電流電壓接線圖AXL-42小電流接地選線裝置技術規(guī)范書工程項目：武漢馳宇眾成電氣有限公司201

10、4年7月17日目錄1 總則2 工程概況3 小電流接地選線裝置技術要求4 基本配置5 組柜方式及屏柜要求6 供貨范圍7 質量管理8 服務管理9 技術資料及圖紙交付進度1總則1.1本規(guī)范書適用于工程的小電流接地選線裝置，它提出設備的功能設計、結構、性能、安裝等方面的技術要求。供方應提供一套滿足本技術要求所列標準要求的 高質量產品及其相應服務。1.2本設備技術要求提出的是最低限度的技術要求，并未對一切技術細節(jié)作出規(guī)定，也未充 分引述有關標準和規(guī)范的條文，供方應保證提供符合本技術要求和工業(yè)標準的優(yōu)質產品。1.3本設備技術要求所使用的標準如遇與供方所執(zhí)行的標準不一致時，按較高標準執(zhí)行。DL無人值班變電所

11、自動化系統(tǒng)設計技術規(guī)疋GB14285-93繼電保護及安全自動裝置通用技術條件DL/T5136-2001火力發(fā)電廠、變電所二次接線設計技術規(guī)程DL478-92靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術條件DL/T871-2004電力系統(tǒng)繼電保護產品動模試驗技術條件GB3047.1面板、架和框的基本尺寸系列GB11920-89變電站電氣部分集中控制通用技術條件GBT14598.9輻射電磁場干擾試驗GBT14598.10快速瞬變干擾試驗IEC255-21-1振動試驗IEC-255-21-2沖擊和碰撞試驗IEC-255-21-3靜電放電試驗1.4使用條件1.4.1周圍空氣溫度最高溫度：+ 40C；最低溫度：5

12、 C；最大日溫差：25 C平均溫度：+ 21.1 C；2日照強度：0.1W/ cm （風速0.5m/ s）1.4.2海拔高度：w 1000m1.4.3最大風速：35m/s （離地面高10m處持續(xù)10min的平均最大風速）;1.4.4環(huán)境相對濕度（20C時）日平均值：95% ;月平均值：90%1.4.5地震烈度：8度水平加速度：0.2g ;垂直加速度：0.1g ;安全系數(shù)：1.671.4.6環(huán)境污穢等級：U級1.4.7大氣條件：大氣中無嚴重侵蝕和爆炸性介質2工程概況10kV本期出線： _回線路、_回電容器、_所用變，主接線采用單母線接線。電 氣主接線詳見附圖。10kV系統(tǒng)為非有效接地系統(tǒng)，線路發(fā)

13、生單相接地時允許運行 2h，為防止線路由單相接地發(fā)展為相間故障應盡快查出單相接地故障及故障位置，因此，本期工程需在110kV紅星變電站配置1套獨立的小電流接地選線裝置。3小電流接地選線裝置技術要求3.1目的裝置用于變電站10kV電壓等級的小電流接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時，能快述自動選 出接地線路，并報出故障時間。需方對裝置的選線原理選用比相比幅法、能量函數(shù)法、電流增量法。3. 2技術要求321供電電源321.1 交流電源：額定交流電壓：220V 15%。打印機工作電壓：AC 220U頻率：50Hz土 0.5。3.2.1.2 直流電源：額定直流電壓：220V 15%3.2.2 PT額定參數(shù)a)

14、 10kV 電壓互感器變比：(10000/ . 3 ”(100/ . 3 ”(100/ . 3 ”(100/3)V ，;b) 額定頻率：50Hz;3.2.3裝置的功率消耗每相交流電流回路功耗v 2VA每相交流電壓回路功耗v 1VA 要求供方提供本次投標產品實際參數(shù)。直流功耗：不大于60W3.2.4耐受過電壓的能力裝置應具有根據(jù)IEC標準所確定的耐受過電壓能力。3.2.5零序電壓Uo由母線電壓互感器開口三角繞組接入；整定范圍Uozd=20100V，級差IV，一般整定為30V;3.2.6 動作時間有兩路輸出：信號輸出：0320.0S,級差0.1s；跳閘輸出：065535S,級差1s。3.2.7 啟

15、動方式 零序電壓幅值越限Uo Uozd時啟動式中：Uo故障時零序電壓，Uozd零序電壓啟動整定值。3.2.8 報警輸出：接地總報警、分段接地報警、掉電報警、裝置故障報警。3.2.9 跳閘輸出：有繼電器跳閘輸出觸點繼電器輸出觸點容量：AC220V , DC24V, 5A。3.2.11 響應時間故障顯示：w 2S瞬間接地捕捉時間：v 20ms準確計算接地線路時間：v 1.2S3.2.12 通信接口通過RS232/RS485(不少于兩個)與監(jiān)控系統(tǒng)接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息共享。3.2.13 耐壓水平交流回路之間，交、直流回路之間及交直流回路對地耐壓水平：工頻2000V,歷時1分鐘。3.2.14 絕緣水平

16、交流回路之間及對地，用500伏搖表測量，絕緣電阻不小于100MQ。3.2.16 裝置應具備開機自檢及運行中定時自檢功能，任一插件出現(xiàn)異常情況時裝置本身將給 出告警信號。4 基本配置每套裝置適用出線回路數(shù)：不少于 48回；每套裝置適用母線段數(shù)： 4段。5 組柜方式及屏柜要求5.1 屏柜組柜方式：本期的小電流接地選線裝置組屏安裝5.2 屏柜接線的要求(1) 柜內部接線應采用耐熱、耐潮和阻燃的，具有足夠強度的絕緣銅導線，導線應無損傷，端頭應采用壓緊型的專用連接件，導線的兩頭都應有編號，接線顏色應按照最新的IEC規(guī)定。供方還應提供走線槽以便現(xiàn)場固定電纜及端子排的接線。(2) 每面柜應裝有足夠截面的銅接

17、地導線，它應連接到主框架的前面、側面和后面，接 地母線末端應裝好可靠的壓接式端子，以備接到變電站的接地網(wǎng)上。所用柜的接地線與接地 母線的連接應至少用兩個螺釘。(3) 端子排應裝于柜后兩側，端子排額定電壓1000V,額定電流10A。端子排應按單元分段，應留有不少于10%勺備用端子，每個端子一般只接一根導線，最多不超過2根。端子排不得采用鳳凰端子，不得采用將電纜芯直接插入接線孔進行壓接的接線方式，須采用OT接法的端子(即將電纜芯線彎圈后再上螺絲的接線方式)。(4) 端子的尺寸應適合于安裝4mm勺連線。相鄰的端子之間的絕緣隔板應有足夠的絕緣 強度。6供貨范圍序號名稱數(shù)量裝置要求單位備注1小電流接地 選線裝置可選線范圍48回出線套2零序電流互 感器個7質量管理7.1 通過ISO9000系列質量認證。7.2 該保護裝置通過國家電力公司(或電力部)質檢中心或國家科委鑒定合格7.3 取得入網(wǎng)許可證。8服務管理8.1 該裝置要求自投運之日起三年內包修。三年之后出現(xiàn)質量問題，生產廠家仍須提供 技術支持。8.2 生產廠家有義務協(xié)助安裝單位進行調試。8.3 生產廠家有義務對運行檢修人員進行技術培訓。8.4 生產廠家有義務為使用單位免費提供軟件升級和相關技術支持。9技術資料及圖紙交付進度9.1在供貨合同簽訂后兩周內，供方向設計單位提供滿足本變電所的設計、現(xiàn)場