赖旬阳 马舒 姜峰 缪晓佳 邹盼
国网浙江德清县供电有限公司，浙江 湖州 313200
摘要：一直以来德清电网变电所小电流接地选线为消弧线圈自带功能，选线准确率几乎为0，基本不具备参考性。发生单相接地后，调度员仅凭现场故障工单或者线路运行状况的经验来判断，依照调度规程中制定拉电顺序进行试拉,这种状况下，试拉准确率非常低，既延长了电网带故障运行时间，增加了电网运行风险,同时也对用户造成多停电并带来直接经济损失。这时就非常有必要引入一个准确可靠的小电流接地选线装置，为调度员处置事故提供准确的参考，缩短事故处理时长，提高电网事故。
关键词：选线方法；装置概述；小电流接地装置
1 现有选线方法概述
小电流接地选线装置适合于低压(3kV~35kV)电力系统，根据我国低压系统的网络结构、实际运行情况和无人值守变电站的需要，采用国内外最新的电子技术和数字信号处理方法，并对原有专利技术进行扩展。
改进的“S注入”法：其基本原理是当发生单相接地故障时，主机通过电压互感器TV二次侧向接地相注入一种特殊的信号电流，该电流耦合到TV的一次侧，将沿接地线路的接地相流动并经接地点入地,与大地形成电流回路。该电流经零序电流互感器二次侧接入主机，由注入算法判定出可能的接地故障线路。它只反映了注入的信号电流，而不反映工频零序电流和其他谐波。不受系统运行方式的影响。而且，在高电阻接地的情况下，不需要增加一次设备，保证选线正确。其故障定位功能可以通过手持定位探测器跟踪信号电流，最终确定接地故障点。它是目前市场上唯一一种具有故障定位功能的选线原理，主要应用于有架空和分支过多的油田系统中。
稳态相量法基本原理：传统意义上，小接地电流系统发生单相接地故障，其稳态基波和谐波零序电流具有以下特点：故障线零序电流大于非故障线零序电流，故障线零序电流滞后于零序电压90度，非故障线零序电流导致零序电压90度。其中，稳态基本零序电流相量线选择适用于中性点不接地系统中，稳态谐波零序电流（第五和第七谐波）适用于中性点通过消弧线圈接地系统，和稳态有功功率相量选择适用于非消弧线圈接地系统。在新算法中，我们引入了一种稳定的稳态特征量算法，既解决了许多不利因素，如零序电流过小，又解决了日益严重的谐波干扰对选线的影响。
2 装置概述
稳态相量法基本原理：传统意义上，在小接地电流系统中发生单相接地故障，其稳态基波、谐波零序电流有如下特点：故障线路零序电流大于非故障线路零序电流，故障线路零序电流滞后零序电压90°,非故障线路零序电流超前零序电压90°，由此可构成基于稳态零序电流相量和有功功率的稳态法选线原理。其中稳态基波零序电流相量选线适合于中性点不接地系统，利用稳态谐波零序电流（5次，7次谐波）选线适合于中性点经消弧线圈接地系统，利用稳态有功功率相量选线适用于非经消弧线圈接地系统。新的算法中我们引入稳定的稳态特征量算法，不仅解决了零序电流过小等诸多不利因素，也解决了日益严重的谐波干扰对选线的影响。
暂态法基本原理：基于故障稳态分量的故障选线方法存在电量幅值小的缺陷。小电流接地系统发生单相接地故障时，存在明显的暂态过程。在电量中有丰富的高频元件和直流元件。其电流流量通常较大，特别是接地电容的瞬态分量电流往往比其稳定值大几十倍，因此易于测量。而消弧线圈对于暂态量中丰富的高频信号相当于开路，所以中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统的暂态过程是基本相同的，由此构成基于暂态的选线原理。暂态特性原理的引入丰富了暂态算法的种类，也弥补了暂态原理的缺陷，保证了选线的准确性。
特征量选线原理：基于特征量的选线原理是一种特殊的非常规算法。其特点是系统干扰越大，直线越精确。它打破了试图消除这些干扰的传统做法。而是利用这种干扰进行选线，符合电力系统的现状，是算法上的一个突破。它介于暂态和稳态之间，为提高选线精度提供了有力的保证。近年来，设备投产运行性能稳定，得到了客户的一致好评和认可。
自适应动态贡献率原理：4大类原理十余种算法构成了TY-07型微机小电流接地选线装置的基本选线原理，根据不同的接地方式和运行方式，各种算法都能实现在线可信性最优跟踪自适应综合贡献率的计算，保证了设备在各种条件下准确地选择接地故障线路。
3 小电流接地选线装置各种算法的特点
①无需零序电流门槛值
长期以来，零序电流门槛值的设定一直是小接地电流系统无法解决的难题。在架空线路或架空线路与电缆混合的情况下，根本不能设置零序门槛值。接地故障的运行方式和接地方式是不可预测的，零序电流门槛值也是一个随机数据。是否设置零序电流阈值已逐渐成为判断选线保护是否可靠的重要措施。
②能够正确识别单相馈线接地、母线接地和母线异常
母线接地不是简单的非馈线接地或母线接地的简单逻辑，而是需要严格的理论和数据支持。同样，与单相接地故障类似，母线异常也不能确定是接地故障引起的。如果盲目应用，只会导致错误判断或错误绊倒。
③适用于强干扰系统的单相接地选线
随着工业化的发展，特别是大功率逆变器的使用，对电网的污染越来越严重。国内特有的特征量算法解决了强干扰对地线选线的影响，利用干扰信号实现选线的目的，从而达到干扰越大选线越稳定的效果。目前铝厂、钢厂和风电场的选线正确率证明了该方法的有效性。
④改进的"S注入"法及定位功能
“S注入”法与零序互感器的配合使用,该系统对高阻接地等稳态接地有很好的效果。注入式方法有其自身的特点和手持式定位装置可以准确地找到故障点或分支，是找到故障点的唯一途径。在油田等多分支架空馈线中广泛应用。
⑤对消弧线圈和高阻接地选线准确率高
随着消弧线圈和高阻接地技术的广泛应用，传统的选线方法由于选线难度大而更加无力。针对这种情况，设计了一些特殊的算法。
⑥故障录波功能
该装置具有完整的故障记录功能，可以通过数据反映故障的演化和发展过程。可以设置故障波形的长度，存储故障的数量受存储介质大小和故障时间长短的影响。它可以与后台软件通信，显示整个故障过程的数据状态。
⑦嵌入Linux操作系统
本系统采用Linux操作系统，配有USB、电子磁盘等外设，增强了数据存储能力。还提供了IEC61850规约，方便数字变电站的接入。⑧配有强大的后台软件
后台软件可以通过网络与主机进行数据交换，完成所有定值操作、实时数据显示和故障数据管理与处理，并便于设备联网等功能的实现。
4 基于小电流接地选线故障选线方法
小电流接地选线装置使用了新的平台且增加了一些新的算法,支持IEC61850规约,录波功能更强大,为故障分析提供了支持。该装置在仍采用小电流系统单相接地的情况下，仍采用稳态、暂态、特性和改进的“s注入”法等10多种算法。但对内部算法进行了较大的修改和改进，形成了一种自适应的综合判据，用于在线最优跟踪各种选线算法的可靠性，能够自动适应各种接地方式和不同的运行方式，实现准确的接地故障选线。经运行及试验测试证明,对于接地阻抗R≤3000Ω的接地故障,综合选线率可达98%以上。该装置特别适用于中性点经消弧线圈和电阻接地系统的接地；对铝厂、钢厂冲击波动负荷系统、暂态接地、母线接地等复杂情况，可保持较高的选线率。
5 结语
小电流接地方式在我国中低压配电网中得到了广泛的应用。单相接地故障选线对提高我国中低压电网供电可靠性具有十分重要的作用。
参考文献：
[1]杜新伟，李媛，刘涤尘.电力故障录波数据综合处理系统[J].电力系统自动化.2006（12）：101-102.