接地選線裝置在礦區電網應用的若干問題

李國全

（唐山開灤熱電有限責任公司，河北 唐山 063103）

接地選線裝置在礦區電網應用的若干問題

李國全

（唐山開灤熱電有限責任公司，河北 唐山 063103）

分析了選線裝置在開灤礦區電網應用的可行性及容易發生的問題，提出了針對性的措施，在減少投資的基礎上，提高了電網安全運行水平。

選線裝置；零序電流；接線原則

開灤礦區35 kV電網對地電容電流有效值近90A，網內高壓線路出現接地故障后，接地電弧不會自行熄滅，并會出現間歇性電弧，產生過電壓，威脅設備及人員安全。為限制單相接地工頻電容電流在安全值之內，礦區電網采用了中性點經消弧線圈接地形式的小電流接地系統，依靠絕緣監察裝置判斷線路是否接地，即監測變壓所35kV母線上的三相五柱式電壓互感器（TV)的開口三角形電壓的大小：系統正常時，三相電壓之和為零，開口三角形的二次線圈電壓為零，絕緣監察繼電器不動作；當發生單相接地故障時，開口三角形的二次端出現零序電壓，電壓繼電器動作，發出系統接地故障的報警信號。其優點是接線簡單、操作及維護方便；但該裝置不能準確指出故障點所在的線路，運行人員需要通過短時斷開各條線路開關才能找出故障線路，這樣既影響了非故障線路的連續供電，又因為其他正常相承受長時間線電壓時絕緣損壞，造成兩點或多點接地，擴大事故幾率值。小電流接地選線裝置，不僅具有絕緣監察繼電器的全部功能，還能準確預報出發生單相接地的故障線路，但是仍需分析其在礦區電網應用的若干問題。

1 小電流接地選線裝置原理

HYX196型小電流接地選線裝置原理是按接地故障時，PLC循環監視系統的TV開口三角輸出零序電壓的幅值，當TV開口三角形測量電壓U超過設定的啟動值，PLC立即轉入采樣零序電流（3I0）、并對采樣值進行信號分析及處理，輸出選線結果。若故障消失或排除，機器自動返回循環監視狀態。

2 電壓啟動值的選定

零序分量存在于電力系統橫向短路故障中兩相接地短路及電力系統縱向不對稱故障中，序網絡為無源網絡，且零序電壓在接地故障點最高，并向電源端逐步降低，零序電壓啟動值的設定應該考慮其他類型故障的影響。根據各分量序網的結構，電壓互感器開口三角形電壓為：

式中：（3U0）為開口三角形電壓；U0為零序網絡零序電壓；Eφ為零序網絡零序電動勢。根據式（1）結果及礦區電網實際序阻抗，并考慮縱向不對稱故障時零序參數及接地過渡電阻的影響，啟動值可取26.3 V，提高選線裝置動作的準確率。

3 零序電流的采集

圖1 A相K點金屬性接地

. . .

此時電氣量不對稱，根據對稱分量法，可知系統中電流、電壓是由正序、負序、零序分量疊加的，且各分量有如下關系：

式（2）表明，任何情況下，三相正序、負序分量相量和始終為零，因此只要把原有普通型電流互感器聯結成圖2（零序濾序器)形式，便得到了零序電流，需要注意的是零序濾序器應盡量使用變比較小的計量級(最好為S級)電流互感器組合而成，較小的變比可使電容電流的二次值較大，有利于檢測裝置的電流變換器采集電流值，S級使電流互感器的測量精確線性范圍更寬，有利于測量較小的電容電流。

4 電流互感器接線原則

圖2 零序濾序器

配電線路電流互感器接線原則：一是三相應同時使用同名端或非同名端接線，保證三相極性的正確性；否則會因接線問題，導致裝置的誤報、多報，影響事故處理，甚至事故擴大化。因為當電流互感器未按同名端接線時，由式（2）知，三相正、負序分量等式不再成立，即選線裝置每次巡檢采樣都會記錄電流值，這個值會根據電源相位的變化而變化，加之選線裝置的啟動零序電壓值被采集到時，就會選線出錯；二是采集的零序電流流向必須是從母線流向線路為正，這樣零序電流能夠正確地被選線裝置采樣和處理。開灤礦區電網在安裝選線裝置接線時，只注意到同名端的問題，忽略了設有消弧線圈的發電廠的電流流向問題，使零序電流可以通過消弧線圈被選線裝置采集。所以使用初期，每次網內線路出現單相接地故障時，選線裝置除了給出實際故障線路編號外，還將提示此時帶有消弧線圈運行的發電機線路接地的警告信息，經多次檢查才發現因忽視了消弧線圈在發電機一次回路形成的零序回路，電流互感器三相接線反相造成的誤選。

5 結論

隨著礦區電網的發展，電壓互感器構成的絕緣監察裝置已不滿足供電可靠性的要求，被微機選線裝置所替代是必然趨勢。礦區電網應用中要盡量使參數配合適當，減小測量環節的綜合誤差，繪制零序網絡回路，排除人為錯誤，有效提高小電流接地選線系統的選線準確率，及時找到故障線路予以切除，防止單相接地故障長時間存在威脅設備與人身安全，以及破壞系統安全運行。

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[2] 王梅義.電網繼電保護應用［M］.北京：中國電力出版社,1999.

Abstract:The paper analyzes the feasibility and problems of line selection equipments'application in power network of mining areas and proposes some countermeasures.With the drop of investment,the safety level of network operation is increased.

Key words:line selection device;zero sequence current;connection principle

編輯：劉新光

Application Problems of Fault Line Selection Equipments in Power Network of Mining Area

LI Guo-quan

(Kailuan Thermal Power Co.,Tangshan Hebei 063103)

TM86

A

1672-5050（2012）07-0066-03

2012-01-06

李國全（1978—），男，河北唐山人，本科，工程師，從事煤礦生產現場發供電工作。