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摘要:本文主要对小电流接地系统进行了简述,并分析了小电流接地系统运行现状以及小电流接地系统单相接地故障的危害及常规检测方法,微机型小电流接地选线装置工作原理,并总结了提高小电流接地选线装置选线正确性的措施。
关键词:小电流;接地;选线正确率
1小电流接地系统的简述
在我国目前运行的10kV配电网中,普遍采用中性点不接地或经消弧线圈接地及经电阻接地的方式,这几种方式统称为小电流接地系统小电流接地系统的优点是发生单相接地故障时,系统仍可以带故障运行而不需要中断用户供电,电力系统安全运行规程规定,在未发现故障点之前,接地故障后可持续运行一至两小时,提高了供电可靠性。但小电流接地系统发生单相接地故障时,非故障相的相电压升高到线电压,威胁设备绝缘,单相接地故障若长时间不处理会导致变电站母线PT熔丝熔断,甚至在线路的绝缘薄弱环节发生绝缘击穿,进而发展为相间故障,扩大事故范围;而在接地点还会出现由于弧光放电导致系统出现弧光接地过电压。
2小电流接地系统运行现状
根据经验表明:虽然绝大部分变电站安装了小电流接地选线装置,但是装置故障率比较高,有的只是简单的报母线接地,或者虽有接地选线,但是试拉后发现选线不正确,这样在发生单相接地故障时,调度员仍需采用试拉法确认故障线路,直到拉出接地线路为止,对于不同线路出现同相失地,采用试拉法往往需要很长时间才能判断失地线路。失地线路确认后再通知分管線路的部门进行巡线,这样不仅影响了用户的供电质量也给调度员带来频繁的操作,同时给一些不能停电的重要用户带来重大经济损失,尤其是承担高耗能的变电站,每条出线所带有功负荷均比较大,当出现单相接地时接地电容电流较大,如不能快速搜巡出故障线路,而采取试拉法查找,不仅给一些非故障大用户造成不必要的停电,而且瞬间停电将会造成电极断裂、电石凝固、环保设备停用、污染大以及动力电机烧毁等情况。
通过对小电流接地选线装置选线结果进行统计分析,得出选线装置选线不准确的原因主要有以下几个方面:
(1)部分接地选线装置管辖职责不清晰,长期无人维护,选线设备处于通信异常状态,发生失地时无法正常工作。
(2)不同接地选线采用不同厂家产品,工艺与选线原理大相径庭,有些厂家的产品存在家族性缺陷,选线效果不理想。
(3)架空线与电缆线配置比率不同。往往电缆线发生失地时选线准确率远远大于架空线路失地。
(4)线路跨距差异大。接地选线可靠性受线路长度影响,失地点越近,判据越明显,选线结果就越准确。
3小电流接地系统单相接地故障的危害及常规检测方法
在小电流接地系统中一旦发生单相接地故障,其产生的过电压极可能高于正常电压几倍,如果处理不及时的话,就会击穿配电网变电设备绝缘,从而造成不可挽回的经济损失,还可能导致电气火灾的发生。如果单相接地故障严重,会破坏区域电网系统的稳定性,对电网的用电企业的供电安全造成影响。对于单相接地故障的检测,传统的方法是采用副二次绕组接成开口三角形的三相电压互感器进行检测。为了寻找故障线路,值班员通常采取轮流拉闸的办法来确定具体的故障线路。这样会造成长时间停电,不利于配电系统安全运行。给居民用户和地区一级重要负荷造成一定的影响,降低了用户的供电可靠性。因此,值班人员应迅速寻找接地点,并及时隔离。随着微机技术的发展,出现了微机型的小电流接地选线装置,这种装置可以在不对各线路逐步拉闸停电的情况下找到故障线路,因此,与传统检测方案相比有很大的优越性。当前,小电流接地选线装置常用的选线方法有功率方向法、谐波分析法、信号注入法、首半波分析法、小波分析法等多种方法。经验表明,单靠一种方法不可能排除误选和漏选,这也是目前许多接地选线装置正确率不高的主要原因,特别是由于PT断线、系统铁磁揩振等的影响,常常导致装置误启动,单相接地过渡电阻变化而引起的零序电流变化也会使选线的准确率降低。
4微机型小电流接地选线装置工作原理
当供电系统某处有单相接地故障发生时,其小电流接地系统中电流互感器就会通过零序电流。当系统发生单相接地时,装置计算分析接地母线的零序电压和该母线上每条出线零序电流之间的相位关系,以及接地母线上所有出线零序电流之间的大小和相位关系,利用相对原理、双重判据、多次比较法选出接地线路,显示、打印和记忆有关信息,同时给出告警、出口信号。由于采用的原理以及硬件和软件技术先进,选线准确、可靠。工作原理图如图1所示。
5提高小电流接地选线装置的选线正确率
通过对小电流接地系统中选线装置选线结果进行分析,可以采取以下措施提高装置选线正确率。
(1)开展选线精益化管理,对选线装置隐患定期筛查,主要检查内容包括:接地变是否投入运行;消弧线圈是否配置有接地选线装置;消弧线圈装置内各空开是否合上;消弧线圈成套装置元件是否存在缺陷;零序CT二次接线引至消弧线圈控制屏是否对应;零序CT安装上存在的问题。
(2)定期调整接地消弧线圈的容量。部分城市缆化率不断提高,接地电容电流越来越大,消弧线圈处于欠补偿状态,单相接地电弧无法快速熄灭,造成多点链式故障频繁发生。运维人员应定期开展变电站接地电容电流检测,对欠补偿或补偿容量达极限的消弧线圈应及时整改,提高消弧线圈的补偿能力。
(3)加强选线装置日常巡视和维护工作,运维人员应周期性巡查选线装置的运行工况,检查运行灯指示、数据采集等,实现与继电保护装置同质化巡视维护。
(4)重视选线装置消缺,将选线装置的错误选线结果纳入缺陷处置流程。并进行闭环管理,及时消缺处理。
(5)按选线装置的原理与型号分类进行可靠性统计,甄选出正确率较高的产品,为选线装置的选择、改造提供依据。
(6)综合利用变电站FA告警、母线、全站及突降类等告警信号,通过基于新型故障指示器接地电流基准值突变量、线路“三遥”开关零序电流及成套开关接地装置信号等故障选段方法进行综合研判,提高选线正确性。
6结语
综上,小电流接地选线装置在配网中的作用尤为重要。有关人员在日后还应该对其展开更加深入的探讨。
参考文献
[1]小电流接地系统单相接地故障检测与规避[J].李晨.硅谷.2015(02).
[2]基于小电流接地系统单相接地故障信号特征分析探究[J].苏国勇,张忠桐,彭桂喜,邓国学,王静萍.电子制作.2013(19).
[3]小接地大隐患——带你认识小电流接地系统单相接地故障[J].龚英强.农村电工.2015(03).
[4]小电流接地系统单相接地故障诊断技术[J].王熹瞳.电子技术与软件工程.2019(01).
[5]小电流接地系统中单相接地故障的判断与处理[J].王哲.江西化工.2003(03).
[6]小电流接地系统单相接地故障选线方法研究[J].余乐,吴月.山东工业技术.2017(23).
[7]配电网小电流接地系统典型故障分析与处理[J].鹿优,徐伟,李毅然.国网技术学院学报.2018(05).
作者介绍:
秦攀(1988.10.17-);男;河南省信阳市;汉;硕士研究生;中级工程师;技术员;研究方向:电网运行管理;国网漳州供电公司。
关键词:小电流;接地;选线正确率
1小电流接地系统的简述
在我国目前运行的10kV配电网中,普遍采用中性点不接地或经消弧线圈接地及经电阻接地的方式,这几种方式统称为小电流接地系统小电流接地系统的优点是发生单相接地故障时,系统仍可以带故障运行而不需要中断用户供电,电力系统安全运行规程规定,在未发现故障点之前,接地故障后可持续运行一至两小时,提高了供电可靠性。但小电流接地系统发生单相接地故障时,非故障相的相电压升高到线电压,威胁设备绝缘,单相接地故障若长时间不处理会导致变电站母线PT熔丝熔断,甚至在线路的绝缘薄弱环节发生绝缘击穿,进而发展为相间故障,扩大事故范围;而在接地点还会出现由于弧光放电导致系统出现弧光接地过电压。
2小电流接地系统运行现状
根据经验表明:虽然绝大部分变电站安装了小电流接地选线装置,但是装置故障率比较高,有的只是简单的报母线接地,或者虽有接地选线,但是试拉后发现选线不正确,这样在发生单相接地故障时,调度员仍需采用试拉法确认故障线路,直到拉出接地线路为止,对于不同线路出现同相失地,采用试拉法往往需要很长时间才能判断失地线路。失地线路确认后再通知分管線路的部门进行巡线,这样不仅影响了用户的供电质量也给调度员带来频繁的操作,同时给一些不能停电的重要用户带来重大经济损失,尤其是承担高耗能的变电站,每条出线所带有功负荷均比较大,当出现单相接地时接地电容电流较大,如不能快速搜巡出故障线路,而采取试拉法查找,不仅给一些非故障大用户造成不必要的停电,而且瞬间停电将会造成电极断裂、电石凝固、环保设备停用、污染大以及动力电机烧毁等情况。
通过对小电流接地选线装置选线结果进行统计分析,得出选线装置选线不准确的原因主要有以下几个方面:
(1)部分接地选线装置管辖职责不清晰,长期无人维护,选线设备处于通信异常状态,发生失地时无法正常工作。
(2)不同接地选线采用不同厂家产品,工艺与选线原理大相径庭,有些厂家的产品存在家族性缺陷,选线效果不理想。
(3)架空线与电缆线配置比率不同。往往电缆线发生失地时选线准确率远远大于架空线路失地。
(4)线路跨距差异大。接地选线可靠性受线路长度影响,失地点越近,判据越明显,选线结果就越准确。
3小电流接地系统单相接地故障的危害及常规检测方法
在小电流接地系统中一旦发生单相接地故障,其产生的过电压极可能高于正常电压几倍,如果处理不及时的话,就会击穿配电网变电设备绝缘,从而造成不可挽回的经济损失,还可能导致电气火灾的发生。如果单相接地故障严重,会破坏区域电网系统的稳定性,对电网的用电企业的供电安全造成影响。对于单相接地故障的检测,传统的方法是采用副二次绕组接成开口三角形的三相电压互感器进行检测。为了寻找故障线路,值班员通常采取轮流拉闸的办法来确定具体的故障线路。这样会造成长时间停电,不利于配电系统安全运行。给居民用户和地区一级重要负荷造成一定的影响,降低了用户的供电可靠性。因此,值班人员应迅速寻找接地点,并及时隔离。随着微机技术的发展,出现了微机型的小电流接地选线装置,这种装置可以在不对各线路逐步拉闸停电的情况下找到故障线路,因此,与传统检测方案相比有很大的优越性。当前,小电流接地选线装置常用的选线方法有功率方向法、谐波分析法、信号注入法、首半波分析法、小波分析法等多种方法。经验表明,单靠一种方法不可能排除误选和漏选,这也是目前许多接地选线装置正确率不高的主要原因,特别是由于PT断线、系统铁磁揩振等的影响,常常导致装置误启动,单相接地过渡电阻变化而引起的零序电流变化也会使选线的准确率降低。
4微机型小电流接地选线装置工作原理
当供电系统某处有单相接地故障发生时,其小电流接地系统中电流互感器就会通过零序电流。当系统发生单相接地时,装置计算分析接地母线的零序电压和该母线上每条出线零序电流之间的相位关系,以及接地母线上所有出线零序电流之间的大小和相位关系,利用相对原理、双重判据、多次比较法选出接地线路,显示、打印和记忆有关信息,同时给出告警、出口信号。由于采用的原理以及硬件和软件技术先进,选线准确、可靠。工作原理图如图1所示。
5提高小电流接地选线装置的选线正确率
通过对小电流接地系统中选线装置选线结果进行分析,可以采取以下措施提高装置选线正确率。
(1)开展选线精益化管理,对选线装置隐患定期筛查,主要检查内容包括:接地变是否投入运行;消弧线圈是否配置有接地选线装置;消弧线圈装置内各空开是否合上;消弧线圈成套装置元件是否存在缺陷;零序CT二次接线引至消弧线圈控制屏是否对应;零序CT安装上存在的问题。
(2)定期调整接地消弧线圈的容量。部分城市缆化率不断提高,接地电容电流越来越大,消弧线圈处于欠补偿状态,单相接地电弧无法快速熄灭,造成多点链式故障频繁发生。运维人员应定期开展变电站接地电容电流检测,对欠补偿或补偿容量达极限的消弧线圈应及时整改,提高消弧线圈的补偿能力。
(3)加强选线装置日常巡视和维护工作,运维人员应周期性巡查选线装置的运行工况,检查运行灯指示、数据采集等,实现与继电保护装置同质化巡视维护。
(4)重视选线装置消缺,将选线装置的错误选线结果纳入缺陷处置流程。并进行闭环管理,及时消缺处理。
(5)按选线装置的原理与型号分类进行可靠性统计,甄选出正确率较高的产品,为选线装置的选择、改造提供依据。
(6)综合利用变电站FA告警、母线、全站及突降类等告警信号,通过基于新型故障指示器接地电流基准值突变量、线路“三遥”开关零序电流及成套开关接地装置信号等故障选段方法进行综合研判,提高选线正确性。
6结语
综上,小电流接地选线装置在配网中的作用尤为重要。有关人员在日后还应该对其展开更加深入的探讨。
参考文献
[1]小电流接地系统单相接地故障检测与规避[J].李晨.硅谷.2015(02).
[2]基于小电流接地系统单相接地故障信号特征分析探究[J].苏国勇,张忠桐,彭桂喜,邓国学,王静萍.电子制作.2013(19).
[3]小接地大隐患——带你认识小电流接地系统单相接地故障[J].龚英强.农村电工.2015(03).
[4]小电流接地系统单相接地故障诊断技术[J].王熹瞳.电子技术与软件工程.2019(01).
[5]小电流接地系统中单相接地故障的判断与处理[J].王哲.江西化工.2003(03).
[6]小电流接地系统单相接地故障选线方法研究[J].余乐,吴月.山东工业技术.2017(23).
[7]配电网小电流接地系统典型故障分析与处理[J].鹿优,徐伟,李毅然.国网技术学院学报.2018(05).
作者介绍:
秦攀(1988.10.17-);男;河南省信阳市;汉;硕士研究生;中级工程师;技术员;研究方向:电网运行管理;国网漳州供电公司。