CN103424671A

CN103424671A - 电力系统小电流接地故障人工判别选线系统

Info

Publication number: CN103424671A
Application number: CN2013103942772A
Authority: CN
Inventors: 刘天明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2013-12-04

Abstract

一种电力系统小电流接地故障人工判别选线系统，涉及一种变电站出线接地故障查找方法，其特征在于：调度监控人员根据接地故障信号+监视界面各回出线的零序电流变化曲线+零序电流数值变化进行比较，通过人工综合判定哪回出线发生接地故障。该方法适用于调控一体化系统已建立、变电站已实现无人值守，变电站各回出线都可以采集到零序电流的10～35kV中性点不接地、经消弧线圈接地、高阻抗接地的县市级电力系统。

Description

电力系统小电流接地故障人工判别选线系统

技术领域

电力系统小电流接地故障人工判别选线系统涉及一种电力绝缘故障诊断技术领域，具体涉及一种中性点不接地、经消弧线圈接地、经高阻抗接地的10～35kV配电网单相接地故障判别选线技术领域。

背景技术

中性点不接地系统具有很多优越性。我国中压配电系统大多采用中性点不接地的运行方式，由于接地故障电流很小，接地弧光造成的接地电流差异很大，接地方式多种多样，变电站出线长度规模差异等因素，使单相接地故障判别选线问题一直是个难于彻底解决的问从上世纪五十年代至现在，有关厂家利用各种原理生产了各种各样的小电流接地故障选线装置并投入使用，但都由于存在对接地信号的门坎值要求较高、适用范围小、存在工作死区、元器件及设计制造缺陷等问题，造成选线正确率低，现场很多已投入使用的选线装置因不可靠被退出运行，很多新建变电站干脆不设计小电流接地故障选线装置。有的厂家用注入诊断信号电流原理制造出了较为完善的诊断信号发生器和故障探测器，在现场使用中有很高的灵敏度和判别准确性，并可找出具体的接地点，但因设备造价高，无法推广使用。有的供电企业根据基波补流原理在变电站主变中性点对地串联阻抗，在发生接地故障时，若故障线路零序电流太小无法判断，再投入主变中性点串联阻抗以增大故障相零序电流来判别故障线路，具有较高的灵敏度，缺点是会加剧接地点的电弧燃烧，加速引发断线或火灾事故，引发两相短路跳闸等问题。

综上所述，因变电站出线长度规模差异大，在发生单相接地故障时的零序电流太小，再加上零序电流互感器的变比大、变比误差、外界干扰信号、负荷变化、接地故障地点及特性的千变万化等因素，是造成到目前为止还没有灵敏、可靠并被普遍推广使用的变电站小电流接地故障选线设备装置的原因。目前电网调度员特别是县市级调度员主要还是凭经验试拉逐条馈线的办法查找接地故障回路，增加了对非故障线路的停电次数。在目前的设计制造技术条件下，想利用某个可普遍推广使用的特定装置或设备来实现对千变万化的接地故障最终准确判定是困难的。应回过头来，从监测接地故障首要设备及原理入手，再加上人的智慧，来提高接地故障的选线正确率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵敏度高，能够准确判别电力系统小电流接地故障的人工判别选线方法。

本发明解决技术问题所采取的技术方案是：把各变电站各回出线检测到的零序电流传输到调度端，实现过程为：

1把变电站母线电压互感器Y。/ 接线的二次侧开口三角电压3U0传输至调度端；

2把变电站母线电压互感器Y。/Y。接线的二次侧的三相对地电压Ua0、Ub0、Uc0传输至调度端；

3把变电站每回出线零序电流互感器的二次侧零序电流传输至调度端；

4在调度端设立单相接地故障监视平台；

5调度监控人员根据接地故障信号+监视界面零序电流变化曲线图像+零序电流数值变化，由人工综合判定哪回出线发生了接地故障。

与现有技术相比较本发明的有益效果是：

变电站某回出线发生单相接地时，不管是接地良好的金属性接地、高阻抗接地、还是间歇性接地；不管变电站线路长度规模、接地电容电流多少；不管变电站中性点是不接地方式、经消弧线圈接地、还是经高阻抗接地方式，装于线路上的零序电流互感器二次侧都能检测到各回出线一次侧零序电流的变化，并且这个零序电流都在常规仪表测量范围内，数值在几毫安至十几安培。发生接地故障时，故障线路的零序电流会发生明显变化是其最主要的特征。过去很多厂家生产的接地故障选线装置不能被广泛推广使用的主要原因：一是不能适应从几毫安至十几安培的零序流变化范围。二是不能适应接地故障点存在相间转移、线间转移、同相多点接地、间歇性等千变万化特性。三是用各种原理制成的选线装置都有起动门坎信号要求值较高、有一定的适用区间、存在工作死区、设计不够完善、元器件质量等问题。利用注入诊断信号原理或基波补流原理制造的选线设备存在造价高或加速引发事故等问题。本发明避开了制造各种接地故障选线装和各种选线设备存在的问题，利用当今非常成熟并且从调度所至变电站正在可靠运行的调度自动化装置、信息传输网络、变电自动化装置、计算机技术，利用小电流接地故障最典型的特征，对检测到的各回出线零序电流信号曲线图像，由人工分析判别，具有很高的判别灵敏度和准确性，是个简单、直观、易于掌握并且技术改造费用低、可全面推广使用的人工判别选线方法。

附图说明

图（1）为小电流接地故障人工判别选线系统建设示意图。

图（2）为小电流接地故障人工判别选线系统总监视界面图。

图（3）为某变电站小电流接地故障人工判别选线监视界面一。

图（4）为某变电站小电流接地故障人工判别选线监视界面二。

图中：CT线路零序电流互感器 LBS电流变送器 BZ变电站综自装置 DZ调度自动化装置 3I01…3I0n线路零序电流 3U0零序电压 Ua0、Ub0、Uc0相电压。

具体实施方式

本发明方法适用于调控一体化系统已建立、变电站已实现无人值守的县市级电力系统，变电站的各回出线是电缆出线或三相出线都装设了CT，可以测量各回出线零序电流的变电站，人工判别选线系统建设方案见附图(1)，具体实现方式如下：

1电压测量回路：

把变电站母线电压互感器Y/ 接线的二次侧开口三角电压3U0和Y/Y。接线的二次侧的三相对地电压Ua0、Ub0、Uc0传输至调度端（该信号现在的调控一体化系统已传输），以上两信号的作用一是校核接地整定报警，二是判别是接地故障还是电压互感器一、二次熔丝熔断，三是判别哪相发生接地故障。

零序电流测量回路：

（1）检查变电站各回出线零序电流互感器变比，要求在50/5及以下，并且要求同一电压等级各回出线的零序电流互感器变比相同。检查各零序电流互感器安装接线是否良好，电缆接地线穿过零序电流互感器的要重新穿回来。

（2）电网正常运行时测量各回出线零序电流互感器二次侧的零序电流，计算出该变电站零序电流总值。

（3）统计该变电站所有出线总长度，并根据经验公式（10kV每100公里线路约有2.7安的对地电容电流）计算出该站理论电容电流的二次值总值。

（4）按该站某出线发生金属性接地时的最大零序电流选择该站各出线零序电流变送器变比。对于中性点不接地的变电站，根据实测二次零序电流总值和理论计算二次零序电流总值（取大值）选择适合该站的零序电流变送器变比；对于经消弧线圈接地的变电站，按实测零序电流最大的某线路零序电流的2～3倍选择该站零序电流变送器变比；对于经高阻抗接地的变电站，根据实测二次零序电流总值+金属性接地时串联阻抗最大补流的二次值选择该站零序电流变送器变比。

（5）向变电站综自设备生产厂家提出技改要求，更换合式的零序电流变送器或CT（综自设备厂家原配置的传输零序电流的变送器或CT变比为0～5安，大多数变电站的二次零序电流在0.4安以下）。

（6）技改完成后进行表点核对。

调度端监视平台建立：

调度端监视平台建立方式多种多样，现推荐总监视界面与各变电站分监视界面建立模式。

（1）总监视界面

总监视界面包括变电站名称、系统电压等级，3U0、Ua0、Ub0、Uc0等参数，如附图（2）所示。根据已建成的调控一体化系统报警信号，在总监视界面上可以校核或判别哪个变电站的哪一相发生了接地故障或PT断线。以双击变电站名称打开该变电站的人工选线判别界面。

（2）各变电站零序电流变化曲线和零序电流数值监视界面

各变电站零序电流变化曲线和零序电流数值监视界面，推荐每个变电站各个电压等级分别设置一个监视界面。

对于10回出线及以下的变电站，各回出线零序电流设置在同一坐标以内，会更容易分析判别，以红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、粉红、鲜绿、水红等10色分别表示3I01…3I10出线的零序电流，如附图（3）。

对于有分段母线的变电站，若每段的出线在10回及以下，可以分成两个坐标图，为便以分析，两个坐标图应设置在同一界面，通过上下移动来观察。

对于10回出线以上的变电站，或在同一坐标内有多条曲线感觉眼花缭乱，可以一个回路设置一个坐标，但同一变电站各回出线零序电流的所有坐标应设置在同一界面内，通过上下移动来观察，如附图（4）。

因同一调度管辖的各变电站规模差异较大，在发生接地故障时的零序电流数值相差较大，应根据各变电站的特点对坐标比例作相应调整，以便查看和分析。

小电流接地故障人工判别选线方法：

（1）在发生接地故障报警后，在总监视界面上要先分析是接地还是PT断线故障。若是接地故障，再双击该变电站的人工选线判别界面，看哪条线路的零序电流曲线变化最大，变化最大的就是接地故障线路，观察起来非常简单、直观。有的线路平时零序电流显示为零，在发生接地时曲线突然升高。

（2）若发生接地故障信号，查看各条线路零序电流曲线无明显变化，应判别为变电站内部接地。有的变电站，在断开所有出线开关后，会有接地报警，这是变电站内部母线及设备对地电容不平衡造成的，在送出一两个回路后，接地信号会消失。

（3）在晴天干燥天气，发生接地故障后，一般故障较为稳定，为减少断线、火烧山等事件发生，应尽快判别隔离。高阻抗接地时，零序电流曲线变化幅度不明显，但往往有明显波动。

（4）在雷雨天气，因小电流接地故障存在千变万化这一特性，在发生接地故障后，要等待接地故障稳定2至3分钟后再分析判别，这时的零序电流变化曲线可能很杂乱，要用现时段曲线与雷雨前曲线比较进行判别。有时会发生不同回路同相接地现象，在拉开一条线路后，接地故障还存在，需再判别另一接地回路。

（5）判别出接地线路后，按调度有关规定处理。

Claims

1.一种电力系统小电流接地故障人工选线判别系统，其特征在于：把各变电站各条线路零序电流互感器检测到的零序电流信号传输到调度端，在调度端建立接地故障监视平台，根据监视界面的各条线路零序电流变化曲线图像和数值变化由人工判别哪回出线发生了接地故障。

2.如权利要求1所述的小电流接地故障人工选线判别的方法，其特征在于：测量各回出线零序电流的电流互感器变比要尽量小并且变比相同，使其二次侧在电网正常运行时有几毫安以上的零序电流输出；传输二次零序电流的变送器一次额定电流按该变电站具体情况选择，并且变比相同，还可以根据变电站规模变化更换不同变比的变送器；在各回出线零序电流传输到调度端后，在调度端监视界面上要有三分之一以上出线的零序电流显示值不能为零。

3.如权利要求1所述的小电流接地故障人工判别选线方法，其特征在于：调度端设置的零序电流监视平台，同一变电站同一电压等级的各回出线的零序电流变化曲线和数值显示必须在同一显示界面上，可以上下移动观察，调度监视人员通过观察各回出线的零序电流变化曲线图像和数值变化由人工判别哪回出线发生接地故障。