安咏刚
中国石油独山子石化公司供水供电公司 新疆独山子 833600
摘 要：本文介绍了单相接地故障特征,结合了某变电站安装的小电流选线装置应用及在发生接地故障时选线存在的问题，进行了原因分析。
关键词：接地故障；小电流选线装置
引 言
小电流接地系统在35kV以及以下电压等级的电网系统中应用非常广泛,而单相接地故障在小电流接地系统中故障率很高。单相接地故障时非故障相对地电压升高，同时易产生系统谐振，对设备的绝缘产生破坏作用，积累到一定程度会造成避雷器、PT爆炸或绝缘子闪络等情况。
1 单相接地主要特征
对单相接地故障前后的现象，有以下几个特征:
（1）零序电压互感器开口电压通常为零，接地后金属性接地接近l00V。当发生单相金属性接地时，故障相对地电压将降为零，中性点电位将升为相电压。非故障相电压升高为线电压。
（2）非接地线路的零序电流为该线路对地等效电容电流，相位超前零序电压UO为90。
（3）接地线路零序电流和非接地线路的零序电流方向相反，即相位滞后零序电压U0为 90。且等于所有非接地线路中电容电流与变压器中性点电流之和。
2 选线装置的应用
小电流接地系统单相接地故障提出了多种不同原理的选线方法。这些方法按照其利用信号的不同分2类：一是以“S注入法”为代表的注入信号的选线方法。二是以单相接地故障时产生的电气量为依据的选线方法，其又可划分为基于故障稳态分量信号选线方法或暂态分量信号选线方法。因中性点接消弧线圈的应用与发展，基于暂态分量的算法成为研究热点。
北海银河科技继保公司YH-B811小电流接地选线装置，是利用系统接地时经消弧线圈接地系统暂态电流分布特征来进行选线。经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时，与不接地系统相同的是：在故障线路故障相中，暂态电流分量是本线路非故障相的暂态电流分量和其他健全线路暂态电流分量组成。但由于消弧线圈补偿的存在，在故障线路故障相有感性暂态电流分量流过，而所有非故障相则仍然仅流过自身容性暂态电流分量。
通过分析接地线路中的暂态电流故障分量，同时结合与其他正常线路的电压电流相位关系来进行谐波分析比较选线。装置采用零序电压作为保护启动判别条件，当零序电压值超过整定值时，装置启动选线。启动元件包括过电压启动元件和突变量启动元件，其中突变量启动元件优先。只有当突变量启动元件失效（电压无突变过程）时，才选择过电压启动元件。通过两个启动元件的配合，能够准备捕捉故障暂态信号。利用故障信号暂态分量所包含的故障信息，来实现接地选线。
故障信号的暂态分量相对于稳态分量有如下特征：
单相接地故障发生瞬时，故障电流中含有丰富的暂态高频分量，是稳态信号的十几倍到几十倍。
暂态高频分量同样满足故障线路幅值最大、相位与其它健全线路相反的特征。
暂态分量的能量主要集中在2K～3KHz，消弧线圈对其的补偿作用很小，相当于开路，不会对正确选线带来实质性的影响。
该选线方法不受系统运行方式和系统参数的影响，具有较高的选线正确率。该方法具有可以检测到瞬时性故障的优点，同时该技术可以应用到分散的保护装置中，适应配网自动化发展的需要。
3 选线错误分析。
3.1接地发生故障现象分析
某总变是110kV/6kV的枢纽变电站。保护装置主要采用微机型保护，由Ⅵ段组成，正常情况下6kV Ⅵ段母线分段运行，下级装置均为双回路出线，供电可靠性高。
2017年7月20日，总变6kV I段母线某一出线发生系统接地故障。6kV I段A相电压为0.53 kV， B相电压升高至5.94 kV, C相电压升高至5.56 kV。6kV I段PT微机消谐装置接地灯亮，6kV I段A相带电显示器灯灭，6kV I段A相接地。消弧线圈自动调谐控制器中性点电压、电流变大；小电流选线装置选线显示：
1、I母接地灯亮；2、F14线接地动作报警，U=91.59V.Im=0.485A ；上级电调下令拉路排除故障线路：拉开小电流选线装置选出线路后接地未消失，接着用转移负荷法，确定了6kV I母接地故障出线，拉路后接地消失。小电流选线装置第一次选线未正确选出接地故障。
3.2 选线错误原因分析：CT极性接反、CT开路或短路
小电流接地选线装置未能正确选线后，技术人员检查现场小电流接地选线装置电压、电流接线准确性。同时调用ECS系统6kV I段三相电压曲线图及故障录波图进行分析，接地电压降低为0，B相、C相升高为线电压。
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图1看出正常运行时零序CT电流是工频稳态分量或为没有电流的直线
当发生接地时，接地故障录波图（CT极性接反）图2所示：
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特征分析：从2017年7月接地故障录波图中可以分析，存在某条或某几条线路零序电流波形与故障线路零序电流同相或呈直线状，无明显零序电流。当发生接地故障时图中的F14线暂态过程零序电流与故障线路F10线同相，说明其CT极性接反。故障录波图分析6kVⅠ段各出线极性存在不一致问题。
综上分析：6kV小电流接地选线装置均存在出线极性不一致问题，小电流接地选线装置极性定值未投入，选线通过幅值比较法，在发生系统接地谐振时，选线的正确率不能达到100%，厂家建议根据接地故障录波图调整二次接线。建议在风险可控的条件下对小电流接地选线装置进行极性校验，彻底解决小电流接地选线装置极性定值未投入选线的正确率不能达到100%的问题。
因此，零序电流互感器在安装使用中注意对接线要求极性一致不能接反。
4 结语
小电流选线装置在35kV、6kV变配电系统广泛应用，通过分析小电流选线装置接地选线故障数据，提高小电流选线装置的正确动作率可以减少单相接地故障时拉路判断故障线路的工作量，提高供电的可靠性，保证供电系统安全正常运行。
参考文献
[1] 李福寿 消弧线圈自动调谐技术讲义
[2] YH-B811小电流接地选线装置说明书；
[3]杨敏.中性点非直接接地系统单相接地故障选线研究[D].南京理工大学,2004.
作者简介：安咏刚（1974～），男，变电运行技师，现在中国石油独山子石化分公司供水供电公司
从事变电站电力设备运行维护工作 。