基于自動化后臺的中性點不接地系統接地選線

汪曉

摘要：針對中性點不接地系統發生單相故障后難以準確選取故障回線的問題，提出一種基于自動化后臺的選線方案。單相短路故障發生后的故障相各回饋線的電流變化主要來自線路分布電容電流變化，此電流為無功電流。其中故障回線無功電流為非故障回線與故障回線無功電流變化量之和，非故障回線無功電流變化量為該回線無功電流變化量。在此基礎上提出基于無功電流變化量的中性點不接地系統小電流接地選線方案。單相短路故障發生后，比較故障相各回饋線無功電流變化量，變化量最大的饋線為故障饋線。對配電網中的架空線路和電纜線路單相短路故障進行了仿真研究，結果表明所提方法可靠性高，有較強帶過渡電阻能力，且不受線路架設方式影響。

關鍵詞：中性點不接地系統;自動化后臺;不接地系統;選線

電力系統與一般系統不同，屬于中性點非有效接地系統。該系統出現故障時，其故障電流相對較小，所以對整個電力系統不會產生較大的影響，仍可運行一段時間，所以故障出現后不會立即跳閘。在日常生活中使用小電流接地方式可在很大程度上提升供電可靠性，此外還能有效提升設備安全性，進而保證用電人員與供電以及維修人員的人身安全。若長時間帶故障運行，特別是間歇性孤光接地故障，則會導致電壓過大，進而增加事故發生率;此外故障電流還可燒壞電器，引起故障短路?；谧詣踊笈_的中性點不接地系統接地選線是解決該類故障的主要選線方案，因此對其的研究具有十分重要的意義。

1概述

在實際用電時，中性點不接地系統會出現各種各樣的故障，單相接地故障是較多故障中的一種，當出現該故障時，零序電壓會出現變化。在正常情況下，零序電壓采集值小于零序電壓額定值，如果出現系統接地故障，那么前者值會大于后者值，此時為避免損壞線路，應盡快啟用接地選線，在進行該操作后，將涉及的值進行對比，通過數據對比選擇選線方式，然后在配電主站將選線結果上傳。上傳選線結果后，若系統給出同意指令，則可開始進行測試指令，此時系統進行跳閘選線。如果在進行跳閘選線后，接地故障立刻消失，則可認為本次選線正確;如果在跳閘選線后，接地故障依然存在，則選線錯誤，此時應啟動線路保護的自動重合閘。如果在對3條接地線路依次進行上述操作后，依然不能確定接地線，那么該系選線失敗，此時發出對應的信號，需要人為選線。

2 零序電流定值的設定

在實際進行選線時，需要用到計算機的數據庫功能，利用其完成對零序電流的設定，一般而言零序電流的設定可通過以下3種形式完成：

（1）手工錄入。在某些特殊時刻不能進行現場試驗，此時應通過保護定值極端方式來進行零序電流的設定，同時配合上使用手工錄入，以此將數據輸入數據庫中。

（2）通過現場試驗來對試驗數據進行記錄。現場實驗需要相關技術人員在變電站進行人工接地試驗，在進行電路實驗時，相關實驗人員進行注意進行數據的采集，然后記錄所采集到的數據，委托專業人員將數據傳入到專用計算機，然后找到對應線路，將線路存入數據庫內。

（3）來自實際的電網接地事故。變電站發生接地事故后，系統會自動采集該事故，并記錄與其相關的數據，隨后將其傳入數據庫。為確定電路的零序電流值，必須先找出接地線路。中性點不接地系統會出現多種故障，單相接地故障是眾多故障中的一種，如果出現該故障，那么零序電流相位則會超前，即超前零序電壓90度，而此時故障線路零序電流相位則會滯后，一般是滯后零序電壓相位90度。

通過以上分析，我們可利用零序方向原件來確定接地故障線路。所以確定接地故障后，還可設定零序電流方向值，要求零序電流相位超前或滯后零序電壓相位70。以上才發出接地報警信號。

3 自適應定值的應用

變電站在日常運行過程中，系統運行狀態不可能一成不變，總會存在斷路器狀態的變化。在線路斷路器狀態變化的過程中，系統電容電流即會發生變化。由于電容電流，即零序電流會發生變化，設定單一的零序電流定值顯得不全面。針對此情況，我公司在基于穩態零序電流的中性點不接地系統接地 選線中應用了自適應定值。

將斷路器的狀態量作為重要的計算因子，即當 斷路器位置為斷開時狀態量設為 “0”，斷路器位 置為合入時狀態量設為“1”，狀態量為“0”的電 路所存入的零序電流定值將不被計人選線的范圍內。斷路器的狀態可以通過自動化后臺進行在線監 測?；跀嗦菲魑恢玫牧阈螂娏鞫ㄖ导捶Q為自適應定值。

3.1系統自適應定值的設定

系統的自適應定值會隨著系統運行方式的變化而變化。系統自適應定值的設定方法，解決了發生接地時，因系統中斷路器狀態變化引起的零序電流嚴重變化對接地選線的影響。

系統自適應值設定方法如下：

設線路i的電容電流為L（i），斷路器位置狀態量為K（i），則由條電路組成的系統的自適應定值K為：

K =0.85（L（1）K（1）+（2）K（2）+L（3）K（3）+… + L（i）K（i）系統自適應定值設定后，是否需要重新設定，由線路出口斷路器的位置變化決定。

3.2 單線路自適應定值的設定

系統中，線路聯絡斷路器的動作也是比較頻繁的。一般情況下，聯絡斷路器動作狀態無法由供電公司所轄的自動化系統進行實時監測，但是聯絡斷路器的操作需要事先通知調度和變電站有關值班人員。我公司在現有的自動化后臺中手動錄入聯絡斷路器的狀態量，即可完成單線路自適應定值的設定。

設線路出口至第一臺聯絡斷路器的電容電流為L（0），第一臺聯絡斷路器與第二臺聯絡斷路器間的電容電流為L（1），并依此類推，第i臺聯絡斷路器的狀態量為后（i），則該條線路的自適應定值為K =L（ 0）+（1）k（1）+（2）（2）+ L（3）k（3）+… +L（i）K（i）

單線路自適應定值設 定后，是否需要重新設定，由線路聯絡斷路器的位置變化決定。

由上述分析可知，中性點不接地系統選線方法相對可靠，但其可靠性不夠穩定，受多種因素的影響，對其影響較大為過渡電阻和運行方式，所以具有一定的局限性，為提升其穩定性，必須對其進行更加深入的研究。

4 結語

利用自動化后臺，由自適應定值代替原來的單一零序電流定值，進行中性點不接地系統的接地選線，經過試驗和實際運行，選線準確，且設計成本較低，適合推廣。

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