1、小电流接地选线装置选线不准确的实例分析【导读】我国大多数配电网采用中性点不直接接地系统（NUGS） ，即小电流接地系统。小电流接地选线装置对提高供电可靠性起着重要的作用，小电流接地选线方法研究及新的高性能选线装置具有较大的潜力和挑战性。为了让小电流选线问题得到彻底解决，更好地运用于日常生活与生产之中，让小电流选线问题的解决为我国经济发展带来前所未有的贡献。案例：重庆某 110kV 变电站重庆市某 110kV 变电站 10kV 系统运行方式，为单母分段运行，其中 10kV I 段母线有 6 回馈出线，2 组电容器出线，1 组站用变出线；10kV II 段母线有11 回馈出线，2 组电容器出线，1
2、 组站用变出线。中性点接地方式为经消弧线圈接地方式。在运行过程中，10kV 系统发生单相接地故障时，采用人工拉路的方式确定故障线路。自 2015 年 10 月起安装了小电流接地选线装置，该装置安装于消弧线圈控制柜中，通过钳接系统二次回路的方式，采集系统零序电压和零序电流，进行综合判断。其中，I 段母线中，6 回出线 2 组电容出线，均接入设备，参与选线，II 段母线中，有 6 回出线 2 组电容出线，接入设备，参与选线，627、628、629、631、632 没有接入设备。 至 2016 年 11 月底，设备共记录瞬时性接地故障 194 次，实接地故障 6 次，与现场实际接地处理记录对照，结果
3、如下：时间 实际线路 对应波形 编号 选线结果 分析2016/5/16 15:52623 蹬碑线 168 611 线路 I 母线电压接反，612 电流接反，参数设置错误2016/5/17 15:37634 蹬黄线 171 624 线路 II 母线电压接反，625 电流接反，参数设置错误2016/7/5 14:00 623 蹬碑线 186 611 线路I 母线电压接反，612 电流接反，参数设置错误2016/8/3 17:09 624 蹬太线 200 611 线路I 母线电压接反，612 电流接反，参数设置错误2016/10/28 3:22634 蹬黄线 218 624 线路很怪异，没有记录 6
4、34 的波形（没有输入），不过如果考虑到“II 母线电压2接反，625 电流接反”应该选择母线2016/11/23 12:53634 蹬黄线 229 624 线路 II 母线电压接反，625 电流接反，参数设置错误一、 实际故障分析1. 2016/5/6 623 蹬碑线因为 623 为故障线路，其在消弧线圈投入前的半个周波中，零序电流的方向，应该与其他正常线路的零序电流方向相反，而且幅值最大，并且，623 的零序电流应滞后 I 段母线零序电压 90，所以，通过录波和实际情况对比，623 零序电流超前零序电压 90，而且 612 零序电流与 623 零序电流同相，得出的结果为：I 母线电压接反，
5、612 电流接反。实际选线时，因为错误接线，所以 611 线路零序电流，符合接地故障特征，相位滞后零序电压 90，幅值较大，而且选线设备参数设置错误，所以产生错选。纠正接地错误后分析，这是一个典型的中性点经消弧线圈接地系统，发生弧光接地，经消弧线圈补偿熄灭弧光后转变为高阻接地的故障，在故障发生的瞬间，因为弧光引起的弧光过电压，零序电压升到 170V，并且零序电压因为谐波引起畸变，故障线路 623 的零序电流为最大，并且与其他正常线路的零序电流反向，在消弧线圈投入补偿后，弧光熄灭，在后续的录波中可以看到，零序电压降到 100V 以下，呈现高阻接地状态，623 的零序电流也与其他正常线路的零序电流
6、同相，并且都超前零序电压 90。这种现象的引起，可能是因为电缆绝缘薄弱引起弧光放电，也可能是因为瓷瓶间隙积水，或者湿树枝断裂搭接等多种故障引起，故障原因只能归纳为弧光接地演变为高阻接地。2. 2016/5/17 634 蹬黄线3因为 634 为故障线路，其在消弧线圈投入前的半个周波中，零序电流的方向，应该与其他正常线路的零序电流方向相反，而且幅值最大，并且，634 的零序电流应滞后 II 段母线零序电压 90，通过录波和实际情况对比，634 零序电流超前零序电压 90，而且 625 零序电流与 634 零序电流同相，所以，得出的结果为：II 母线电压接反，625 电流接反。实际选线时，因为错误
7、接线，所以 624 线路零序电流，符合接地故障特征，相位滞后零序电压 90，幅值较大，而且选线设备参数设置错误，所以产生错选。纠正接线错误后分析，这是一个中性点经消弧线圈接地系统，发生金属接地接地的单相接地故障，在故障发生时，零序电压升到 80V 左右，并且 634 线路的零序电流与其他正常线路的零序电流反向，此时消弧线圈投入进行过补偿，零序电压升至 100V，故障线路的零序电流因为消弧线圈的过补偿，和正常线路的零序电流同相。这种现象的因为，可能是因为架空线断裂落地，断裂掉落到横担，或者线缆与绝缘子之间搭接金属物等现象因为，都可归结为金属性接地故障。43. 2016/7/5 623 蹬碑线接线
8、错误分析 1 相同。纠正接线错误后分析故障，这是一次中性点经消弧线圈接地，故障类型为弧光接地，具体为低弧道电阻接地，在故障发生的瞬间，零序电压升到 270V，并且有大量谐波，经消弧线圈补偿熄弧后，演变为低弧道电阻接地，零序电压逐渐降到 100V 左右。4. 2016/8/3 624 蹬太线接线错误分析与 1 相同。纠正接线错误后分析，这是一次接地电阻逐渐增大的电阻接地故障，接地的瞬间，零序电压升到 80V，接地电阻较小，随着时间的延续，接地电阻逐渐变大，零序电压逐渐降低。这类故障，可能是因为避雷器损坏，或者瓷瓶间隙有水等现象因为，都归纳为电阻接地。5. 2016/10/28 634 蹬黄线5接
9、线错误分析与分析 2 相同。纠正接线错误后分析，本次接地故障应为电阻接地伴随间歇性弧光的接地故障过程。有可能为绝缘薄弱部位因为环境因素引起的放电或闪络。6. 2016/11/23 634 蹬黄线接线错误分析与分析 2 相同。纠正接线错误后分析，本次接地故障应为金属接地。有可能为绝缘薄弱部位因为环境因素引起的放电。综合本次接地故障与上次接地故障分析，蹬黄 634 线存在绝缘薄弱环节，会在合适的外部环境下造成击穿。6二、 结论通过对比设备录波及现场实际接地情况，结论如下：1. I 母线电压接反，612 电流接反；2. II 母线电压接反，625 电流接反；3. 消弧线圈都是欠补偿，所以导致部分暂态
10、波形明显而稳态波形不明显；4. 原来的选线装置配置中，中性点接地方式设置的是“中性点不接地”方式，程序选线方法权重不太合理，应改为现在的权重。三、 改进措施1. 现场修正错误接线方式，对 I 段母线、612 线路、II 段母线、625 线路的钳头，进行翻转；2. 将 II 段母线 627、628、629、631、632 出线均接入设备进行选线；3. 修改现场选线装置设置中，中性点接地方式为“经消弧线圈接地” ，与实际情况对应；4. 发生接地故障时，将拉路处理结果对照选线装置选线结果，判断选线装置准确性，如果运行准确，可以逐步将选线装置结果作为拉路依据；5. 现场安装固定式选线装置，并将通讯接入
11、站内综自后台，将选线结果上传至调度，发生单相接地故障时，依据选线装置结果进行处理。市场上提出了很多种单相接地故障选线方法，但是现场运行的选线装置仍然经常出现误选、漏选现象。很多地方久而久之失去了对小电流接地选线装置的信任，将其闲置，又恢复到了手动拉路选线的老路上。闲置选线装置的做法，不仅造成了人力、物力的巨大浪费，也会使选线技术停滞不前，致使选线技术无法良好的发展和推广。选线装置出现问题，可能由多方面的原因导致，下面，北京丹华昊博电力科技有限公司选线专家为您详细剖析一下选线错误的原因分析。选线装置选线错误的原因分析1、 选线方法存在缺陷理论和实践表明，没有一种选线方法能够保证对所有故障情形都有
12、效，每种选线方法都有各自的局限性，需要满足一定的适用条件。仅依靠一种选线方法进行选线是不充分的。如果选线装置仅仅采用一种方法，那么就有可能造成选线失败。2、 选线装置硬件存在缺陷如果选线装置的硬件平台不可靠，将导致 A/D 采样不准、CPU 执行程序错误等问题，最终发生误选、漏选情况。具体包括：(1) 环境适应性差。多数小电流接地选线装置通常安装在变电站主控室内，但7是部分选线装置会安装在开关柜等一次设备区，其冬夏室内温度的变化较大，可能达到-1040。因此，厂家在生产时，要选择对应的高质量工业标准元器件，保证选线装置在恶劣环境下正常运行。否则，就会出现各类硬件故障。(2) 电磁兼容性差。有些
13、选线装置电磁兼容性差，当发生静电干扰、浪涌干扰时发生死机情况。(3) 元器件性能不高。例如如果采用 8 位 A/D 芯片，就会严重影响 A/D 采样的正确性，自然无法正确选线。3、 输入信号存在缺陷1）互感器特性的原因在理想的电流互感器中，励磁损耗电流为零，在数值上一次和二次侧安匝数相等，并且一次电流和二次电流的相位相同，但在实际使用中，由于励磁电流的存在，一次和二次侧的安匝数并不相等，电流的相位存在一定的角差。零序电流互感器存在非线性特性，受磁化特性影响的电流互感器往往在小信号和大信号时呈现非线性的特性，造成测量误差。这必然影响到依靠零序幅值和相角原理构成的选线装置，电流互感器厂家往往重视电
14、流互感器在额定负荷电流时的特性和流过短路电流时的特性，而忽视流过小电流时的非线性，导致选线所需要的小信号失真。同时，零序电流互感器特性的非一致性也必然影响到选线的准确性。同样电压互感器也存在电压值误差和相角误差问题，发生单相接地故障时正常相会出现过电压，如果电压互感器伏安特性的线性度不好，就会出现二次零序电压失真，导致与零序电压相关的选线方法失效。2）二次接线的原因多数选线方法需要比较零序电压、零序电流的相位，因此接入选线装置的二次线路极性必须与装置要求一致，否则就会造成选线程序选线错误。现场经常发生如下接线错误的情况：某些线路零序电流的极性接反；零序电压的极性接反。特别是利用三相 CT 合成零序电流的时候，必须保证三相 CT 同极性并联，否则合成后在二次线上将会出现很大的电流，不仅影响选线结果，严重的情况甚至烧坏选线装置。4、 参数设置错误选线装置的参数设置也非常关键，例如对中性点接地方式的设置，如果实际电网为中性点经消弧线圈接地，但是在选线装置设置为中性点不接地方式，将会直接导致选线方法失效，造成选线失败。另外选线装置的选线结果是和接入的二次信号一一对应的，因此在选线装置安装时，必须按实际接入选线装置的信号对选线装置进行参数设置，否则会出现误选。现场也多次发生线路编号设置错误、启动电压设置错误的情况，这体现出了现场管理存在一定的漏洞。8文章来源：北京丹华昊博电力科技有限公司
