小電流接地系統(tǒng)提高選線準確性及可靠性的措施

小電流接地系統(tǒng)

提高選線準確性及可靠性的措施授課人：王自偉鶴煤集團供電處一、小電流系統(tǒng)單相接地的特點二、小電流接地系統(tǒng)接地信號裝置的分類三、選線誤判原因分析四、工程中采取的措施五、結(jié)論的措施選線準確性及可靠性小電流接地系統(tǒng)提高主要內(nèi)容緒言

在6～66kV電力系統(tǒng)中普遍采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的小電流接地系統(tǒng)方式，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，由于不能構成短路回路，接地故障電流往往很小，系統(tǒng)線電壓的對稱性并不遭到破壞，系統(tǒng)還可繼續(xù)運行一段時間，規(guī)程規(guī)定一般為1～2h，為防止系統(tǒng)事故擴大，在接地運行的這段時間里必須設法排除接地點。小電流接地選線裝置自20世紀80年代問世以來，已經(jīng)歷了幾次技術更新?lián)Q代，其選線的準確性也在不斷提高，盡管各廠方宣稱100％選線正確率，但工程實際中均存在誤判率較高的問題，使許多用戶有一種不用麻煩，用了也麻煩的感覺，故現(xiàn)場好多情況都是選檢設備閑置退出而采用手動拉閘試驗的原始方法查找接地。一、小電流系統(tǒng)單相接地的特點

分析小電流系統(tǒng)單相接地時的運行狀態(tài)，其不同于正常運行狀態(tài)的信息主要有兩點：故障線路流過的零序電流是全系統(tǒng)的電容電流減去自身的電容電流，而非故障線路流過的零序電流僅僅是該線路的電容電流。故障線路的零序電流是從線路流向母線，而非故障線路的零序電流是從母線流向線路，兩者方向相反，或者說兩者反相。從小電流系統(tǒng)單相接地時與正常運行時，狀態(tài)信息的不同看，故障線路的判定似乎非常容易，然而事實并非如此，其原因主要有以下四點：1.1電流信號太小小電流系統(tǒng)單相接地時產(chǎn)生的零序電流是系統(tǒng)電容電流，其大小與系統(tǒng)規(guī)模大小和線路類型(電纜或架空線)有關，數(shù)值甚小，經(jīng)中性點接人消弧線圈補償后，其數(shù)值更小，且消弧線圈的補償狀態(tài)(過補償、欠補償、完全補償)不同，接地基波電容電流的特點與無消弧線圈補償時相反或相同，對于有消弧線圈的小電流系統(tǒng)采用5次諧波電流或零序電流有功功率方向檢測，而5次諧波電流比零序電流又要小20～50倍。一、小電流系統(tǒng)單相接地的特點1.2干擾大、信噪比小

小電流系統(tǒng)中的干擾主要包括2方面：一是在變電站和發(fā)電廠的小電流系統(tǒng)單相接地保護裝置的裝設地點，電磁干擾大；二是由于負荷電流不平衡造成的零序電流和諧波電流較大，特別是當系統(tǒng)較小，對地電容電流較小時，接地回路的零序電流和諧波電流甚至小于非接地回路的對應電流。一、小電流系統(tǒng)單相接地的特點1.3隨機因素影響的不確定我國配電網(wǎng)一般都是小電流系統(tǒng)，其運行方式改變頻繁，造成變電站出線的長度和數(shù)量頻繁改變，其電容電流和諧波電流也頻繁改變；此外，母線電壓水平的高低，負荷電流的大小總在不斷地變化；故障點的接地電阻不確定等等。這些都造成了零序故障電容電流和零序諧波電流的不穩(wěn)定。一、小電流系統(tǒng)單相接地的特點

電感性質(zhì)的電器

電性質(zhì)的電器1.4電容電流波形的不穩(wěn)定小電流系統(tǒng)的單相接地故障，常常是間歇性的不穩(wěn)定弧光接地，因而電容電流波形不穩(wěn)定，對應的諧波電流大小隨時在變化。一、小電流系統(tǒng)單相接地的特點基于小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時具有的特點，目前，小電流接地信號裝置的設計判別依據(jù)主要有以下八種：①反映零序電壓的大?。虎诜从彻ゎl電容電流的大?。虎鄯从彻ゎl電容電流的方向；④反映零序電流有功分量；⑤反映接地時5次諧波分量；⑥反映接地故障電流暫態(tài)分量首半波；⑦信號注入法；⑧群體比幅比相法。二、小電流接地系統(tǒng)接地信號裝置的分類由于各種干擾的影響，特別是當系統(tǒng)較小或是加裝自動調(diào)諧的消弧線圈后，電容電流數(shù)值較小，接地點電弧電阻不穩(wěn)定時，零序電流(或諧波電流)數(shù)值很小，可能被干擾淹沒，其相位不一定正確，從而造成誤判。工程上所采用的零序電流互感器精度太低。當原方零序電流在5A以下時，許多廠家生產(chǎn)的零序電流互感器，帶上規(guī)定的二次負荷后，變比誤差達20％以上，角誤差達20'以上，當一次零序電流小于1A時二次側(cè)基本無電流輸出，無法保證接地檢測的準確度，且選線檢測裝置用的電流變換器線性性能差，目前變電站自動化系統(tǒng)的選線檢測元件大多按保護級選擇，保護級互感器在所測電流遠小于額定電流值時，綜合誤差難以滿足要求，兩級電流變換元件的總誤差是造成現(xiàn)場誤判的主要原因。工程實際中使用的零序濾序器的線性測量范圍超出了實際可能的接地電容電流。三、選線誤判原因分析3.1零序電流互感器誤差分析零序電流互感器的工作條件屬于套管型(或稱母線型)電流互感器，這種電流互感器原方無繞組，而是將被測回路的導體(引線套管或匯流排)或電纜穿過它的內(nèi)孔，作為原方繞組，因而僅有1匝。套管型電流互感器在其原方電流小于100A時已不能保證準確度，一般的電流互感器在制作時，額定電流400A以下多采用多匝式結(jié)構，這是因為電流互感器的誤差決定于它的鐵心所消耗的勵磁安匝I0N1(磁勢)占原方繞組總勵磁安匝I1N1(磁勢)的百分數(shù)，對于同一臺鐵心，在相同的原方電流下，原方繞組匝數(shù)越少，誤差越大。套管型(或稱母線型)電流互感器原方繞組僅有1匝，原方電流里激磁電流占的比例較大，造成較大誤差。三、選線誤判原因分析而零序電流互感器實際應用在小電流接地系統(tǒng)中，其原方電流值均很小，正常運行時其原方基本無電流，出現(xiàn)接地故障時其原方電流(故障電流)也很小，一般在10A以下。如該系統(tǒng)接地故障電流大于10A時，規(guī)程規(guī)定要裝設消弧線圈進行補償，帶有消弧線圈補償時接地故障電流更小，一般小于2～5A(可小到0.2～0.5A)。在這樣小的原方電流下常規(guī)零序電流互感器的變比和相角誤差均很大，所以一般各互感器生產(chǎn)廠家對零序電流互感器均不能給出變比，也無誤差保證指標。經(jīng)實際測量，在原方零序電流為5A以下時，各廠家生產(chǎn)的零序電流互感器，帶上規(guī)定的二次負荷后，變比誤差達20％～80％，角誤差達10°～50°使得利用零序電流大小與方向、零序電流中5次諧波電流大小與方向和零序有功、無功功率原理的接地檢測裝置和微機保護無法保證接地檢測的準確度。三、選線誤判原因分析3.2零序濾序器的誤差分析工程實際中使用的零序濾序器大多為三相保護用電流互感器的組合，即用三相保護電流合成零序電流，眾所周知零序濾序器本身固有的不平衡輸出使其準確性較低，而且一般保護用電流互感器在一次電流低于50％額定電流值時誤差已不能