10kV小电流接地系统单相接地故障的选线方式.pdf

第 3 5卷第 1 2期 2 0 0 7年 1 2月 亮摹 电力 e a s t c h i n a e l e c t r i c p o w e r v0 1 3 5 n o 1 2 de c2 00 7 1 0 k v小电流接地系统单相接地故障的选线方式 戴军瑛 ( 上海市 电力公 司 松 江供 电分公 司 ， 上海2 0 1 6 0 0 ) 摘要： 配电系统采用小电流接地系统可以提高供电可靠性， 为了及时发现和切除发生单相接地故障的线路 ， 通常采用加装单相接地自动选线装置。分析了采用这一装置的机理 ， 介绍了上海松江供电分公司 1 0 k v配电 网络采用消弧线圈接地方式和并联中电阻选线方法后的运行情况。 关键词： 小电流接地系统； 选线 ； 消弧线圈系统； 并联电阻 作者简介： 戴军瑛( 1 9 7 8 一 ) ， 女 ， 助理工程师， 从事变电运行管理工作。 中图分类号： t m 8 6 4 文献标识码： b 文章编号： 1 0 0 1 - 9 5 2 9 ( 2 0 0 7 ) 1 2 - 0 0 8 6 - 0 3 li n e s e l e c t i o n f o r s i n g l e - p h a s e g r o u n d f a u l t s o f 1 0 k v s ma l l c u r r e n t g r o u n d i n g s y s t e ms d a ij u n y i n g ( s o n g j i a n g p o w e r s u p p l y c o mp a n y ， s me p c， s h a n g h a i 2 0 1 6 0 0 ， c h i n a ) ab s t r a c t ： ad o p t i n g t h e s ma l l c u r r e n t g r o u n d i n g s y s t e m c a n i mp r o v e t h e d i s t ri b u t i o n s y s t e m r e l i a b i l i t y，h o we v e r ，t h e s ma l l c u r r e n t g r o u n d i n g s y s t e m s h o u l d b e e q u i p p e d w i t l t h e s i n g l e p h a s e f a u l t l i n e s e l e c ti o n d e v i c e i n o r d e r t o d e t e c t a n d i n s u l a t e the f a ult y l i n e i n t i me t h e wo r k i n g p rin c i p l e o f the d e v i c e i s p r e s e n t e d，a n d o p e r a t i o n o f t h e 1 0 k v d i s t r i b u t i o n n e t w o r k o f s o n g j i a n g p o w e r s u p p l y c o m p a n y a f t e r i t a d o p t s t h e a r c s u p p r e s s i o n c o i l gro u n d i n g s y s t e m a n d the p a r a l l e l me d i u m r e s i s t a n c e l i n e s e l e c t i o n d e v i c e i s i l l u mi n a t e d ke y wo r d s ： s mall c u rre n t gro u n d i n g s y s t e m ；l i n e s e l e c t i o n；a r e s u p p res s i o n c o i l s y s t e m ；p a r a l l e l res i s t a n c e 我国大多数配电网采用 中性点不直接接地系 统 ， 即小电流接地系统 ， 包括中性点不接地和中性 点经消弧线圈接地两种。小电流接地系统中发生 单相接地故障的几率约占 9 o ， 在架空线为主的 系统中， 单相接地故障在短时内能 自行消除 ， 属短 时故障性质 ， 因此 ， 规程规定可 以带故障继续运行 1 2 h ， 从而大大提高了供电的可靠性。但随 着 电两韵不断扩大及电缆线路的增多 ， 系统 对地 电 容电流急剧增 加 ， 单相接地后流经 故障点的屯 流 较大， 电弧不易熄灭， 在接地点产生间歇性电弧， 起过电压 ， 可能导致绝缘损坏 ， 造成两点或多点 接 地短路。、 同对 易使 电磁 式电征 互感器 铁心饱 和 飘发铁磁谐振过电压， 导致事故跳闸率蛆显上 升。援此 ， 在小电流接地 系统发生单相接她故障 耐 ， 正确及时的把故障线路检测出来， 通过报警由 人工采取措施加以消除， 对提高供电可靠性 ， 具有 重要的现实意义。 1 1 0 k v系统单相接地的选线方式 ( 1 )中性点不接地 系统 当中性点不接地系统发生单相接地故障时， 分析可得出下列结论 ： 中性点不接地电网中发生 单相接地后， 中性点电压 ， 上升为相电压， 故障 相对地电压 为 0 ， 菲故障相电 压对地电压比正常 相电压升高 倍 ， 达电网线电压 ， 电网出现零的序 电压等于正常运行时的相电压 ， 线 电压仍然保持 对称 。故障线路 与非故障线路出观 零痔电流 ： 非 故障线路 等于本 线璐韵接 地也 容电_流 ； 故障 线路 3 厶等于所有菲故障线路的 之相。非故 障线潞的零序电流超前零序电莲 9 o 。 ； 教 障线路 豹零序电流滞后零序龟压 9 0 q ； 即故障线路的零 痔也流与非故障线路韵零序电流糟位耜差 l 昌 0 。 。 接地敌障 逝 鹅 电流 太夺等于衡霄线路l( 包括故障 线路和菲故障线路 ) 韵接 地龟 容龟流的和 ， 并超 前零序电压 9 0 。 。 基于上述分析 ， 中性点不接地 系统常采用 零 序电流基波群体比幅比相法进行选线 。先进行零 序电流比较， 选出几个幅值较大的线路作为候选， 然后在此基础上进行相位 比较 ， 如果某条线路与 其他线路不同， 则其为故障线路， 如果所有零序电 维普资讯 戴军瑛1 o k v小电流接地系统单相接地故障的选线方式 流同相位 ， 则为母线故障。使用该原理的小电流 选线装置一定要注意以下两点 ： 线路长短不能相 差悬殊 ， 出线数不能过少 。另外还经常采用首半 波 比相 、 有功功率法、 注入谐波法等进行选线。 ( 2 )中性点经消弧线 圈接地 系统 当中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地 故障时， 分析可知 ： 消弧线圈的电感电流补偿 了接 地点的电容电流 ， 使接地点的总电流接近 0 ， 从而 使接地 电弧 自行熄 灭。通常采用过补偿方式 ， 补 偿后的残流呈感性 ， 这时母线处故障线路 的零序 电流是本身对地电容电流与接地点残流之和 ， 其 方向是由母线流向线路 ， 与非故障线路零序 电流 的方向一致 ， 因此不能根据电流方 向来判别故障 线路。由于过补偿度一般仅 为 5 1 0 ， 残流 数值比较小 ， 故 障线路零序电流的幅值较 中性点 不接地情况大为减少 ， 甚至会 小于非故障线路的 零序电流， 所 以很难根据零序电流幅值来判别故 障线路。这时 ， 通 常采 用 5次谐 波法进行 选线。 因为消弧线圈对五 5谐波分量呈现的阻抗较基波 分量时增大 5倍 ， 而线路容抗则减少 5倍 ， 因此消 弧线圈已远远不能补偿 5次谐波的电容 电流 。当 单相接地时 ， 故障线路上 5次谐波 的零序电流基 本上等于非故障线路上 5次谐波的电流之和 ， 而 非故障线路上 5次谐波的零序电流就是本身的 5 次谐波电容电流， 两者的相位相反。可以说 5次 谐波电容电流的分配规律与基波电容电流在 中性 点不接地系统中类似。 利用5次谐波虽然可以克服消弧线圈的影 响 ， 但实际应用效果并不理想 ， 主要原因是发生单 相接地时 ， 零序 电流往往很小 ， 而故障 电流中的 5 次谐波含量还要小( 一般小于 1 0 ) ， 且接地情况 非常复杂 ， 使小 电流接地 系统 中谐波污染 日趋严 重， 数字滤波得 到的 5次谐波大小 、 相位很不稳 定 ， 因此误判率较高 ， 特别是在高阻接地时更为严 重 。所以安装在 中性点经消弧线圈接地系统 中的 选线装置常会出现选线不正确的现象。 2 并联 中值 电阻选线方 法 目前松江供电分公司在消弧线圈接地系统 中 采用并联中值电阻选线法， 即， 在消弧线髑旁通避 开关并联一个电阻， 发生单相接地后 ， 若为瞬时性 接地 ， 消弧线圈零延时对电容电流进行补偿 ， 将残 流控制在安全范围内， 使故障得 以自动消除。若 是永久性接地故障 ， 装置延时后 ( 一般设为 1 0 s ) 投入并联 中电阻 ( 投入时间小 于 1 s ) ， 通过测量 零序电流的变化进行选线 ， 选线结束后 ， 迅速跳开 中电阻。单相接地时消弧线圈并中值电阻的等效 电路图如图 1 所示。 真空开 并联电 电阻 图 1 消弧线圈并联中值电阻等值 电路 计算得到： e g d +( 一 c 故 障 ) 一 = ( 1 ) 正 常 = =二 鬲 l ( go+ ga j + 式中i 故 障、 i 正 常 故障线路、 正常线路的电流 ； g 0 接地导 纳； 并联中值电阻导纳； ( ， 角频率； c 故 障、 c 线 路 故障线路、 正常线路电容； 对地总屯容导纳减去消弧线圈导纳； e 零序电压。 线路系数是线路零序电流和接地电流之比： g o g d ( g 0 + g d )+g a x 。 一2 g d x o m 3 “一 甜 c 4 g 。+ ( 3 g d+g 0 ) ( +g 0 )+聋 g 一( 3 g d +g 0 ) ( g d + g o ) o 一 2 go c 。 。c 4 g + ( 3 g d+g o ) ( g d+g o )+ ( 2 ) 进一步推导得知： 正 常= ( i d ， i 0 ) = d ， g o ) 故 障= ( d ， 0 )= ， g d ， g 0 ， c 故 障 线 路) ( 3 ) 对于正常线路 ， 因子和线路长短 、 零序 电流 的相位无关 ， 只与系统参数和接地电阻有关。对 于故障线路 ， 因子 和线路 参数 、 系统参数都 相 关， 两者存在明显的区别。所以只要 g 的取值确 保线路发生单柑接地时， 故障线路舫霉 堪流姥 正常线路的明显增大， 也就 会使 因子明显减 小。丽正常线路钧 k因子则接近 l 。如果线路的 因手值全部接近 1 ， 刚说明是母线故障。 松江供电分公司于2 0 o 3年下半年在九亭站 1 0 k g- - 三段加装了思源厂家生产的 x hk 。 一 维普资讯 第3 5卷第 1 2期 2 0 0 7年 1 2月 要氧 雹力 e as t c hi n a ei ec t ric po wer v o l _ 3 5 no 1 2 de c20 0 7 小电流接地系统真假接地判断处理方法 朱伟 ( 上海市电力公司 松江供电分公司 ， 上海2 0 1 6 0 0 ) 摘要 ： 对小电流接地系统中可能构成虚幻接地的主要故障进行了分析 ， 提出了在小电流接地系统中发生接 地信号时鉴别真假接地的判断方法， 为防止这方面的误判断提供了参与依据。 关键词 ： 小电流接地系统； 真假接地 作者简介： 朱伟( 1 9 6 9 ) ， 男， 工程师， 从事电力调度工作。 中图分类号： t m8 6 2 文献标识码： b 文章编号： 1 0 0 1 - 9 5 2 9 ( 2 0 0 7 ) 1 2 - 0 0 8 8 - 0 3 gr o u nd f a u l t d i s c r i m i na t i o n f o r s m a ll c u r r e nt g r o und i ng s y s t e m s a n d r e l e v a nt t r e a t m e nt zhu we i ( s o n g i i a n g p o w e r s u p p l y c o m p a n y ， s m e p c ，s h a n g h a i 2 0 1 6 0 0 ，c h i n a ) ab s t r a c t ： ri k f a u l t s t h a t m i c a u s e“ v i r t u a l g mu n d ， i n t h e s i i c u r r e n t g r o u n d i n g s y s t e m a r e a n a l y z e d ，a n d t h e me t h o d s f o r d i s c ri mi n a t i n g t h e t r u ev o u n d f a u l t w h e n the v o u n d s i g n a l i s s e n t o u t i n the s m l 1 c u r r e n t g r o u n d i ng s yst e m a r e p r o p o s e d ke y wo r d s ： s ma l l c u r r e n t g r o u n d i n g s y s t e m；t r u e a n d f als e g r o u n d 在小电流接地 的接地系统 中， 当中性点不接 地或经消弧线圈接地的小电流接地的电力系统发 生单相接地故障时， 会发出接地信号， 此时， 接地 相电压接近于0 ， 其余两相相电压升高为线电压， 开 e t 三角 电压 3 v o=1 0 0 v， 并发 出母线接 地信 号。但有时由于电压互感器 高压熔断器熔断 、 谐 振过电压、 断相 、 负载严重不平衡等故障， 也会发 出接地信号 ， 表计出现类似接地的指示 ， 但此时系 统实际上