薛斌 张国志 赵毅
天津市大港油田电力公司 天津滨海新区 300280；
摘要：目前，大港油区35kV及6（10）kV系统中性点普遍采用不接地或经消弧线圈接地方式，系统选配了多个厂家不同原理的小电流接地选线装置，但据多年运行数据显示，选线效果不佳。通过实地调研、专项测试，找到了准确率偏低的原因，并针对性制定了改进提升方案并组织实施，极大提高系统选线准确率，实现了精准选线。
关键词： 小电流系统 接地 选线
一、前言
目前，大港油区35kV及6(10)kV配网系统中性点普遍采用不接地或经消弧线圈接地方式，其优点是发生单相接地故障时，系统线电压仍保持对称，还可连续供电1～2小时，其缺点就是长时间带故障运行可能导致故障扩大。为及时找到单相接地故障线路，系统选配了多个厂家不同原理的小电流接地选线装置，但根多年运行数据显示，选线效果不佳，选线准确率整体粗略统计不到50%。发生单相接地故障时，经常需通过手动拉路选线方式确定，该方式造成生产供电的间断及系统冲击危害，给原油生产造成一定影响和损失。同时，系统发生单相接地故障时无法准确定位故障线路，不能及时采取措施予以处理将引发谐振过电压等，易造成电缆烧毁、避雷器及互感器爆炸等恶性事故。
二、系统调研，现状统计分析
1、选线装置统计分析
对全网配置的选线装置进行统计，目前，油区有34座变电站配有小电流接地选线装置，采用箱式变的8个站没有配置选线装置。系统内共有9个品牌的选线装置，共13种型号。
2、信号采集系统调研
选线系统主要由选线装置、零序电流互感器、母线电压互感器、母联开关、二次回路等组成，部分变电站，电流采集采用手持信号探测器或棒形传感器。
通过查看现场，掌握了系统内零序电流互感器配置情况，近几年配置零序CT参数较详细，且同站品牌、变比统一，老站零序CT参数不全，存在同站品牌、变比不一致情况。
3、系统选线准确率统计、分析
据调度部门2013年～2019年系统接地故障统计数据可知，该段时间内共发生接地故障481次，其中排除未安装接地选线装置的变电站，共计405次，正确选线197次，准确率为48.6%。
另外，对各站选线准确率进行了详细统计，横向比较不同选线装置间选线差异，同时纵向对比同装置不同站的选线效果，查找存在差异原因。
三、选线算法研究、分析
深入调研，了解目前小电流接地选线主要算法，包括稳态法、暂态法、扰动法、注入法等，对不同选线原理技术优缺点、适用范围进行研究分析，结合系统实际波形特点，要保证选线准确率，无论系统发生永久性接地还是瞬时性接地，都应正确选线，最终提出暂态法为主的选线原理，并结合系统实际，完善了选线原理逻辑，提出了适合油区系统的选线算法。
四、接地全回路测试方案
以往缺乏系统测试，且采用的方法不适合系统，对系统无法起到全面检验测试作用。在系统调研及算法研究基础上，首次提出接地全回路测试方案，内容包括以下四方面：
1、零序电流互感器线性度、准确度、灵敏度及与系统负载匹配能力测试；
2、二次回路直阻测试；
3、二次接线极性测试；
4、动态接地测试，检查零序电压、电流回路接线正确性、装置设置正确性及监控接地报文正确性等。
重点注意：测试时，接地的零序电压、零序电流应用同一台继保仪同时给定，并考虑相位，保证零序电流滞后零序电压90°。
五、实地测试，找准选线准确率低的原因
根据提出的接地测试方案，组织对系统内变电站进行全面测试，找到了系统选线准确率低的原因。具体如下：
1、零序互感器灵敏度低、线性差，与系统负载不匹配，影响选线准确率。
对系统内各型号零序CT线性度、灵敏度、负载匹配能力、准确度进行测试，具体情况如下：
通过对各型号各变比的零序互感器进行灵敏度、线性度、准确度及与系统负载匹配能力测试，找到了影响选线准确率的主要因素，并最终确定了适合系统的零序电流互感器技术参数：50/1，10P5，2.5VA。
2、硬件质量问题
检查发现部分变电站选线装置处于停运状态，因装置经常出现黑屏、指示灯频闪问题，硬件回路不可靠，造成装置长期处于停运闲置状态，严重影响选线准确率。
3、选线算法不适用
选配的选线装置采用的是稳态比幅比相法，而变电站6kV系统中性点经消弧线圈接地，接地故障发生后经消弧补偿后接地特征不明显，造成选线不准，稳态选线算法不适用。
4、装置设置错误
测试发现，部分变电站存在装置参数设置错误问题，如某站装置中性点接地方式， Ⅰ母线设置成经消弧线圈接地， Ⅱ母线设置成通道屏蔽，造成Ⅱ母线零序电压无法正常采集。
5、未安装零序CT或安装不规范
同站安装零序CT品牌、参数不一致，如某站3112出线零序CT变比为200/5，其他出线变比为50/1；
另外，零序CT还存在装反现象，且零序CT二次接线螺栓柱与金属底板接触，造成二次回路短接。
6、电缆接地线安装不规范
在检查发现，系统存在电缆接地线安装问题，如某站2721接地线，虽然电缆接地线安装符合“电缆接地线引出点位于零序CT上方，电缆接地线必须穿过零序CT，并与开关柜接地铜排连接”的要求，但电缆接地线引出点与紧固件连接，使得接地点变成上方接地，造成系统杂散信号无法抵消。在紧固件与接地线连接处垫绝缘胶皮，杂散信号消失。
7、接线极性错误
在接地测试及极性测试过程，发现系统内存在接线极性错误问题，如某站1713线路，某站Ⅱ母线的614、618、620、622线路。
8、二次回路接线不对应
另外，在全回路测试过程发现，存在二次回路接线不对应问题，如某站2411、2419、2413、2417四条线路二次回路接错，造成接地报警总是错报。
六、改进提升方案
1.规范选线装置、零序电流互感器选型
根据研究结果，编制完成《小电流系统接地选线装置技术规范书》、《零序电流互感器技术规格书》，明确相关技术参数及功能，规范化、标准化采购。
2.明确安装管控要点
安装重点关注：
1）零序CT应采用非导磁支架安装固定在横担上；
2）开启式零序CT，要将接触面擦拭干净，涂一层薄薄的防锈油，对正两部分，拧紧螺栓，保证磁路闭合。
3）将连接片恢复、拧紧，保证二次回路闭合；
4）电缆接地线引出点在互感器上方，接地线必须穿过互感器，并与接地排连接，电缆接地线引出点在互感器下方，严禁穿过互感器，直接与接地排连接，另外严禁电缆固定卡子与接地线接触。
3.明确调试、验收管控要点
调试、验收重点关注：
1）装置设置检查，包括：启动电压值是否正确；中性点接地方式设置是否与实际相符；母线、出线编号设置是否与接线对应；变比设置是否与安装的零序互感器一致等；
2）接线极性检查，保证所有出线极性相同；
3）接地全回路测试，验证电压、电流回路接线正确性、装置设置正确性及监控接地报文正确性等。
七、总结
截止到目前，已组织完成11个变电站的改造提升工作，从系统实际运行看，经接地故障数据统计，选线准确率达到了100%，实现精准选线，相较原系统带来质的飞跃，有效提高了故障处理效率，避免和减少了单相接地损失，将极大提高系统可靠性，有效保证原油持续稳定上产。