0 引言
在6~66kV電力系統(tǒng)中普遍采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的小電流接地系統(tǒng)方式,當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,由于不能構(gòu)成短路回路,接地故障電流往往很小,系統(tǒng)線電壓的對稱性并不遭到破壞,系統(tǒng)還可繼續(xù)運行一段時間,規(guī)程規(guī)定一般為1~2h,為防止系統(tǒng)事故擴大,在接地運行的這段時間里必須設(shè)法排除接地點。小電流接地選線裝置自20世紀80年代問世以來,已經(jīng)歷了幾次技術(shù)更新?lián)Q代,其選線的準確性也在不斷提高,盡管備廠方宣稱100%選線正確率,但工程實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)場好多情況都是選檢設(shè)備閑置退出而采用手動拉閘試驗的原始方法查找接地。
1 小電流系統(tǒng)單相接地的特點
分析小電流系統(tǒng)單相接地時的運行狀態(tài),其不同于正常運行狀態(tài)的信息主要有2點: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)單相接地時與正常運行時,狀態(tài)信息的不同看,故障線路的判定似乎非常容易,然而事實并非如此,其原因主要有以下四點:
1.1電流信號太小
小電流系統(tǒng)單相接地時產(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)中性點接人消弧線圈補償后,其數(shù)值更小,且消弧線圈的補償狀態(tài)(過補償、欠補償、完全補償)不同,接地基波電容電流的特點與無消弧線圈補償時相反或相同,對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,而5次諧波電流比零序電流又要小20~50倍。
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)單相接地保護裝置的裝設(shè)地點,電磁干擾大;二是由于負荷電流不平衡造成的零序電流和諧波電流較大,特別是當系統(tǒng)較小,對地電容電流較小時,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應(yīng)電流。
1.3隨機因素影響的不確定
我國配電網(wǎng)一般都是小電流系統(tǒng),其運行方式改變頻繁,造成變電站出線的長度和數(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,負荷電流的大小總在不斷地變化;故障點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。
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,對應(yīng)的諧波電流大小隨時在變化。
2 小電流接地系統(tǒng)接地信號裝置的分類
基于小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時具有的特點,目前,小電流接地信號裝置的設(shè)計判據(jù)主要有以下8種:①反映零序電壓的大??;②反映工頻電容電流的大小;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信號注入法;⑧群體比幅比相法。