單相接地時故障查找方法的探討

張強

摘要：傳統的查找故障線路的方法可能找不出補償電網的故障，本文對一些主要接地故障查找方式進行了分析、比較.提出了新的組合形式的選線方案。

關鍵詞：接地故障;消弧裝置;組合選擇

0 引言

配電網發生單相接地時，傳統的查找故障線路的方法是由變電運行人員逐個斷開每路饋線。這種方法因需對變電所的各路饋線逐一停電從而影響了供電可靠性。為此人們研究出了自動選線裝置。早期的自動選線裝置一般是對各饋線加裝零序電流互感器，利用互感器檢測發生單相接地故障的零序電流選出故障線路。這種方法基本上能滿足選線的準確性要求。但是隨著電網的發展，現在我國電力系統大多采用消弧線圈對配電網電容電流進行補償，特別是大量的自動跟蹤補償消弧裝置在電網中得到了應用，由于自動跟蹤補償消弧裝置可以工作在過補償、欠補償和全補償3種狀態，這對限制配電網過電壓、促使接地電弧可靠熄滅起了很大的作用。但電網經補償后，有時故障點的殘流變得非常小，導致干線的零序電流很小，致使基于零序電流選線的接地選線裝置選不出故障線路。如四川某單位就曾發生過因變電所投運了ZXB系列自動跟蹤補償消弧裝置后，接地殘余電流被補償到非常小，原來的接地選線裝置不能正常工作的情況。這就是說經過消弧裝置補償后的電網，對接地故障發生時的正確選線提出了更高的要求。

1 目前接地選線的方式及存在的問題

目前補償電網的接地選線主要采用以下方式：

（1）諧波電流法。該方法主要是利用消弧線圈只能補償工頻電容電流而不能有效補償諧波電流的特點，檢測每條線路的諧波電流，用比較諧波電流的幅值和相位的方法來查找故障線路。該方法能適應于采用自動跟蹤補償的電網，但選線靈敏度與電網的電壓質量有關，比如當電網的供電質量很好，高次諧波較少時，可能達不到靈敏度的要求，從而無法檢測出故障線路。

（2）注波選線法。該方法主要是在接地故障發生時通過母線壓變向母線注入特定頻率的電壓信號，該信號只有在故障線路才能形成回路。產生電流，利用裝在開關柜上的傳感器進行接收.比較各分路信號強弱來找出故障線路 該方法是利用特定頻率的接收傳感器來接收特定的電流信號，但在現場高溫和低溫惡劣的運行環境下，工作點容易漂移，一旦工作點漂移，就收不到特有頻率的電流信號，且該方法容易受現場強電磁場的干擾。并不能確保選線的準確性，所以該方法也有一定的缺陷。

（3）殘余電流增量法。殘余電流增量法是配合相關型號的消弧裝置在處理單相接地故障時，一定的時間內利用放大電路把殘余電流放大，足以滿足零序電流互感器靈敏度的要求，然后利用零序電流法查找出故障線路。該方法選線較為準確，但是以犧牲自動跟蹤補償消弧裝置的功能為代價。在將接地故障殘流放大的時間段內，有可能因為故障殘余電流的增大而發生弧光接地過電壓.或者由單相接地發展為相間短路。并且該方法只能配合特定的跟蹤補償消弧裝置，并不能用于其它場所，有較大的局限。

2 電網補償對接地選線的要求

對于一些瞬時性接地故障（如因雷電過電壓引起的絕緣子瞬時閃絡。高壓線路下的樹木在風的作用下樹尖掃向線路等）.經補償后接地電弧能夠熄滅，線路能恢復正常運行但也有一些故障是不能自動恢復的。如絕緣子的永久性擊穿等。 因絕緣子的對地絕緣電阻為零或絕緣電阻很低，就需要把接地故障線路或接地故障點找出來，及時進行清除。也就是說，對補償電網接地選線的首要任務是選線的準確性。不要求在時間上非常迅速，在找出故障線路后，能對故障性質進行判斷，如金屬性接地、過渡電阻接地或瞬時性故障，并能根據事先設定的時間切除故障線路.最好還能指示故障的范圍.并及時查找故障點進行清除。

3組合選線的方式

經過分析，我們提出了組合形式的接地選線方案。利用傳感技術，同時使用幾種不同的選擇原理和方式進行綜合的分析判斷。

（1）首先采用零序電流選線法和暫態電流選線法，對各分路的零序電流和暫態電流進行計算機快速巡檢，比較零序電流和暫態電流的大小。只要消弧線圈不是工作在全補償狀態.故障電流只要能滿足零序電流互感器靈敏度的要求.就可用零序電流法檢出故障線路。即使在全補償狀態.那么暫態電流由于幅值較大.也可以檢出 這就要求取樣裝置的反應要盡可能快。通過比較暫態電流大小的方法，配合零序電流法檢出的穩態電流，基本上可以判斷出故障線路。

（2）使用諧波電流檢測法.在接地故障發生時，檢測各饋線的諧波電流，特別是5次諧波電流的大小及相位.進行分析判斷 在電網的諧波分量滿足檢測靈敏度要求時，該方法基本上能檢出故障線路。

（3）采用諧波信號增值法，當電網諧波分量不能滿足靈敏度要求時.可啟動諧波發生器向母線注人5次諧波.在故障線路將有5次諧波電流流過.通過檢測各分路的5次諧波信號可判別出故障線路。

采用上述幾種方法，能夠更準確快速的查找出線路的單相接地故障，從而使電網能更及時的恢復供電，提高供電的可靠性。

參考文獻

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