小電流接地系統(tǒng)提高選線準(zhǔn)確性及可靠性的措施

小電流接地系統(tǒng)

提高選線準(zhǔn)確性及可靠性的措施授課人：王自偉鶴煤集團(tuán)供電處一、小電流系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn)二、小電流接地系統(tǒng)接地信號(hào)裝置的分類三、選線誤判原因分析四、工程中采取的措施五、結(jié)論的措施選線準(zhǔn)確性及可靠性小電流接地系統(tǒng)提高主要內(nèi)容緒言

在6～66kV電力系統(tǒng)中普遍采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的小電流接地系統(tǒng)方式，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于不能構(gòu)成短路回路，接地故障電流往往很小，系統(tǒng)線電壓的對(duì)稱性并不遭到破壞，系統(tǒng)還可繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，規(guī)程規(guī)定一般為1～2h，為防止系統(tǒng)事故擴(kuò)大，在接地運(yùn)行的這段時(shí)間里必須設(shè)法排除接地點(diǎn)。小電流接地選線裝置自20世紀(jì)80年代問世以來，已經(jīng)歷了幾次技術(shù)更新?lián)Q代，其選線的準(zhǔn)確性也在不斷提高，盡管各廠方宣稱100％選線正確率，但工程實(shí)際中均存在誤判率較高的問題，使許多用戶有一種不用麻煩，用了也麻煩的感覺，故現(xiàn)場(chǎng)好多情況都是選檢設(shè)備閑置退出而采用手動(dòng)拉閘試驗(yàn)的原始方法查找接地。一、小電流系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn)

分析小電流系統(tǒng)單相接地時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)，其不同于正常運(yùn)行狀態(tài)的信息主要有兩點(diǎn)：故障線路流過的零序電流是全系統(tǒng)的電容電流減去自身的電容電流，而非故障線路流過的零序電流僅僅是該線路的電容電流。故障線路的零序電流是從線路流向母線，而非故障線路的零序電流是從母線流向線路，兩者方向相反，或者說兩者反相。從小電流系統(tǒng)單相接地時(shí)與正常運(yùn)行時(shí)，狀態(tài)信息的不同看，故障線路的判定似乎非常容易，然而事實(shí)并非如此，其原因主要有以下四點(diǎn)：1.1電流信號(hào)太小小電流系統(tǒng)單相接地時(shí)產(chǎn)生的零序電流是系統(tǒng)電容電流，其大小與系統(tǒng)規(guī)模大小和線路類型(電纜或架空線)有關(guān)，數(shù)值甚小，經(jīng)中性點(diǎn)接人消弧線圈補(bǔ)償后，其數(shù)值更小，且消弧線圈的補(bǔ)償狀態(tài)(過補(bǔ)償、欠補(bǔ)償、完全補(bǔ)償)不同，接地基波電容電流的特點(diǎn)與無消弧線圈補(bǔ)償時(shí)相反或相同，對(duì)于有消弧線圈的小電流系統(tǒng)采用5次諧波電流或零序電流有功功率方向檢測(cè)，而5次諧波電流比零序電流又要小20～50倍。一、小電流系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn)1.2干擾大、信噪比小

小電流系統(tǒng)中的干擾主要包括2方面：一是在變電站和發(fā)電廠的小電流系統(tǒng)單相接地保護(hù)裝置的裝設(shè)地點(diǎn)，電磁干擾大；二是由于負(fù)荷電流不平衡造成的零序電流和諧波電流較大，特別是當(dāng)系統(tǒng)較小，對(duì)地電容電流較小時(shí)，接地回路的零序電流和諧波電流甚至小于非接地回路的對(duì)應(yīng)電流。一、小電流系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn)1.3隨機(jī)因素影響的不確定我國(guó)配電網(wǎng)一般都是小電流系統(tǒng)，其運(yùn)行方式改變頻繁，造成變電站出線的長(zhǎng)度和數(shù)量頻繁改變，其電容電流和諧波電流也頻繁改變；此外，母線電壓水平的高低，負(fù)荷電流的大小總在不斷地變化；故障點(diǎn)的接地電阻不確定等等。這些都造成了零序故障電容電流和零序諧波電流的不穩(wěn)定。一、小電流系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn)

電感性質(zhì)的電器

電性質(zhì)的電器1.4電容電流波形的不穩(wěn)定小電流系統(tǒng)的單相接地故障，常常是間歇性的不穩(wěn)定弧光接地，因而電容電流波形不穩(wěn)定，對(duì)應(yīng)的諧波電流大小隨時(shí)在變化。一、小電流系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn)基于小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)具有的特點(diǎn)，目前，小電流接地信號(hào)裝置的設(shè)計(jì)判別依據(jù)主要有以下八種：①反映零序電壓的大小；②反映工頻電容電流的大??；③反映工頻電容電流的方向；④反映零序電流有功分量；⑤反映接地時(shí)5次諧波分量；⑥反映接地故障電流暫態(tài)分量首半波；⑦信號(hào)注入法；⑧群體比幅比相法。二、小電流接地系統(tǒng)接地信號(hào)裝置的分類由于各種干擾的影響，特別是當(dāng)系統(tǒng)較小或是加裝自動(dòng)調(diào)諧的消弧線圈后，電容電流數(shù)值較小，接地點(diǎn)電弧電阻不穩(wěn)定時(shí)，零序電流(或諧波電流)數(shù)值很小，可能被干擾淹沒，其相位不一定正確，從而造成誤判。工程上所采用的零序電流互感器精度太低。當(dāng)原方零序電流在5A以下時(shí)，許多廠家生產(chǎn)的零序電流互感器，帶上規(guī)定的二次負(fù)荷后，變比誤差達(dá)20％以上，角誤差達(dá)20'以上，當(dāng)一次零序電流小于1A時(shí)二次側(cè)基本無電流輸出，無法保證接地檢測(cè)的準(zhǔn)確度，且選線檢測(cè)裝置用的電流變換器線性性能差，目前變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的選線檢測(cè)元件大多按保護(hù)級(jí)選擇，保護(hù)級(jí)互感器在所測(cè)電流遠(yuǎn)小于額定電流值時(shí)，綜合誤差難以滿足要求，兩級(jí)電流變換元件的總誤差是造成現(xiàn)場(chǎng)誤判的主要原因。工程實(shí)際中使用的零序?yàn)V序器的線性測(cè)量范圍超出了實(shí)際可能的接地電容電流。三、選線誤判原因分析3.1零序電流互感器誤差分析零序電流互感器的工作條件屬于套管型(或稱母線型)電流互感器，這種電流互感器原方無繞組，而是將被測(cè)回路的導(dǎo)體(引線套管或匯流排)或電纜穿過它的內(nèi)孔，作為原方繞組，因而僅有1匝。套管型電流互感器在其原方電流小于100A時(shí)已不能保證準(zhǔn)確度，一般的電流互感器在制作時(shí)，額定電流400A以下多采用多匝式結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)殡娏骰ジ衅鞯恼`差決定于它的鐵心所消耗的勵(lì)磁安匝I0N1(磁勢(shì))占原方繞組總勵(lì)磁安匝I1N1(磁勢(shì))的百分?jǐn)?shù)，對(duì)于同一臺(tái)鐵心，在相同的原方電流下，原方繞組匝數(shù)越少，誤差越大。套管型(或稱母線型)電流互感器原方繞組僅有1匝，原方電流里激磁電流占的比例較大，造成較大誤差。三、選線誤判原因分析而零序電流互感器實(shí)際應(yīng)用在小電流接地系統(tǒng)中，其原方電流值均很小，正常運(yùn)行時(shí)其原方基本無電流，出現(xiàn)接地故障時(shí)其原方電流(故障電流)也很小，一般在10A以下。如該系統(tǒng)接地故障電流大于10A時(shí)，規(guī)程規(guī)定要裝設(shè)消弧線圈進(jìn)行補(bǔ)償，帶有消弧線圈補(bǔ)償時(shí)接地故障電流更小，一般小于2～5A(可小到0.2～0.5A)。在這樣小的原方電流下常規(guī)零序電流互感器的變比和相角誤差均很大，所以一般各互感器生產(chǎn)廠家對(duì)零序電流互感器均不能給出變比，也無誤差保證指標(biāo)。經(jīng)實(shí)際測(cè)量，在原方零序電流為5A以下時(shí)，各廠家生產(chǎn)的零序電流互感器，帶上規(guī)定的二次負(fù)荷后，變比誤差達(dá)20％～80％，角誤差達(dá)10°～50°使得利用零序電流大小與方向、零序電流中5次諧波電流大小與方向和零序有功、無功功率原理的接地檢測(cè)裝置和微機(jī)保護(hù)無法保證接地檢測(cè)的準(zhǔn)確度。三、選線誤判原因分析3.2零序?yàn)V序器的誤差分析工程實(shí)際中使用的零序?yàn)V序器大多為三相保護(hù)用電流互感器的組合，即用三相保護(hù)電流合成零序電流，眾所周知零序?yàn)V序器本身固有的不平衡輸出使其準(zhǔn)確性較低，而且一般保護(hù)用電流互感器在一次電流低于50％額定電流值時(shí)誤差已不能