汪清涓，冯志东，韦思南
(广西电网钦州供电局，广西 钦州 535000)
摘要：简要介绍小电流接地选线装置原理，简述实际应用中的小电流接地选线装置故障时动作情况，根据异常动作情况分析原因，对小电流接地选线装置应用及运行有实际意义。
关键词：小电流接地选线装置；暂态比相法；暂态比幅法；暂态功率方向法
0 引言
小电流接地系统是指中性点不接地或经过消弧线圈和高阻抗接地的三相系统。小电流接地系统中单相接地故障是一种常见的临时性故障，一相发生接地，导致其它两相的对地电压升高为相电压的数倍，这样会对设备的绝缘造成威胁，若不及时处理可能会发展为绝缘破坏、两相短路、弧光放电，引起系统过压。但当系统发生单相接地故障时，由于不能构成短路回路，接地电流是分布电容电流，数值比负荷电流小得多，难以检测。小电流接地选线装置可迅速查出故障线路并加以排除，应用于发电厂、变电所及大型厂矿企业，实现母线单相接地报警和线路接地保护跳闸功能。
1 小电流接地选线装置原理
1.1 小电流接地系统故障分析
小电流接地系统发生单相接地故障时，故障相电压为0，非故障相电压升为线电压，即原电压的√3倍，电压向量图如图1所示。
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图1
小电流接地系统单相接地故障时，非故障线路零流为该线非故障相对地电容电流之和，超前零序电压90度，零流方向由母线指向线路，故障线路零流为除故障线之外的全系统中其它所有元件非故障相对地电容电流之和，滞后零序电压90度，零流方向由线路指向母线，出线越多，故障线路零流越大于非故障线路零流。
1.2 小电流接地系统装置选线法
接地故障暂态过程与电网结构、参数、运行方式相关，暂态电流远大于稳态电容电流，暂态最大电流值与故障电压初始相角有关，暂态电流不受消弧线圈的影响，弧光接地和间隙性接地暂态分量更丰富。小电流接地选线装置利用接地瞬时的暂态信号进行选线，选线可靠性很高。
发生单相接地故障时，暂态零序电流分布特征是：故障线路电流幅值最大，故障线路电流方向与非故障线路相反。小电流接地选线装置判断零序电压大于整定值时启动选线，提取启动前后各一个周波的暂态数据，对暂态数据进行分析处理。对暂态数据有三种计算方法，第一是暂态比相法，选取暂态幅值最大频段的暂态信号进行相位比较，暂态相位与其它线路即故障线路，如果所有线路暂态相位都相同则判断为母线故障；第二是暂态比幅法，发生单相接地时，故障线路暂态分量幅值远大于非故障线路，幅值最大的线路即故障线路，比幅法不比较相位，在零序CT极性接错的情况下也可以进行选线，但是无法识别母线故障；第三是暂态功率方向法，发生单相接地时，故障线路暂态功率方向为反向，非故障线路暂态功率方向为正向，利用各线路暂态分量进行暂态功率计算，判断功率方向即可选出故障线路，如果有线路暂态功率方向均为正向则判断为母线故障。
2 小电流接地选线装置故障动作分析
2.1 动作过程
2020年10月9日07点21分12 秒，A站10kV 907线发生A相断线接地故障。A站小电流接地选线装置首次选线跳907线路，07点21分17秒907线路开关跳开，907线路开关跳开后母线零序电压返回，小电流接地选线装置首次选线成功。之后907线路保护重合闸动作将907开关重合，07点21分 36秒小电流接地选线保护再次启动，选线跳905线路。
2.2 动作过程分析
装置第一次选线动作跳 907 线路开关，母线零序电压达到85V左右，大于小电流接地选线装置零序电压定值20V，装置通过暂态比相法和暂态比幅法选出 907 线路接地，暂态功率法选出905线路接地。波形向量分析如图2所示。
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图2
此时907线路零序电流为反方向，其余线路零序电流为正方向，由此可知，所有10kV线路的零序CT极性都接反了。但保护启动后有三条支路电流达到有流门槛值，比幅法和比相法有效，经三种方法综合比较选择 907 线路跳闸，第一次选线正确动作。
装置第一次选线跳907线路开关之后母线零序电压返回，第一次选线成功，后加速开放30s（重合闸开放时间）907 线路保护重合闸之后开关跳位返回，后加速开放3s，3s内母线零序电压未达到定值保护后加速不再开放，保护整组复归。07点21分36秒小电流接地选线装置才再次启动，此时波形向量图如图3所示。
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图3
此次保护启动时只有907线路零序电流达到有流门槛值，其余线路零序电流未达到门槛值，所以比幅法和比相法无法选线，暂态功率法选905线路跳闸。
3 结语
A站小电流接地选线装置上所有10kV线路零序 CT 极性接反，小电流接地选线装置在此次故障中第一次正确选线跳907，第二次装置误选905线路跳闸，由于暂态比幅法失效、线路零序CT 极性不符合实际运行，造成本次选线不正确。建议改进措施为：更改小电流接地选线装置定值线路 CT 极性控制字为“1”；A站作为负荷站，正常运行时零序电流很小，把小电流接地选线装置有流门槛值适当降低。
参考文献
[1] 崔家佩,孟庆炎,陈永芳,熊炳耀. 电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M]. 北京:水利电力出版社,1993.
[2] 南方电网地区电网继电保护整定计算[M]. 北京:中国电力出版社,2010.
作者简介
汪清涓(1982—)，女，硕士，工程师，主要从事继电保护整定计算及管理工作；
冯志东(1979—)，男，本科，高级工程师，主要从事继电保护整定计算及管理工作；
韦思南(1976—)，男，本科，工程师，主要从事继电保护整定计算及管理工作。