CN103941157A - 小电流接地系统的接地线路及区段的定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小电流接地系统的接地线路及区段的定位方法，包括以下步骤：步骤一：对小电流接地系统线路实施配电自动化：每条线路设置对地电容、一个出线开关和多个分段开关；支线上装支线开关；所述每个出线开关、分段开关和支线开关上均装设配电监控终端以及三只接成零序滤过器接线的电流互感器或者三只零序电流互感器用于检测零序电流；步骤二：出现接地故障时，各出线开关处的总零序电流最大者对应的线路为接地线路；接地线路上相邻两开关的之差最大者为接地区段。本发明的方法对于中性点经消弧线圈接地方式和中性点的方式都可以快速确定出现接地故障的线路并对接地区段进行定位。

Description

小电流接地系统的接地线路及区段的定位方法

技术领域

本发明涉及一种小电流接地系统的接地线路及区段的定位方法。

背景技术

小电流接地系统包涵两个方面，一是中性点不接地方式，二是中性点经消弧线圈接地方式。小电流接地系统对接地故障的处理，一直存在技术难点。接地选线，对中性点不接地方式，某大学的产品85%已被淘汰，其余公司产品也在现场被搁置；对中性点经消弧线圈接地方式，采用中压电阻经高压真空断路器投切来接地选线。至于接地故障区段定位，小电流接地系统至今未预解决。

目前国家正在建设智能电网，城市、农村要大力推广配电自动化，因此解决小电流接地系统的接地故障定位难的问题就迫在眉睫。根据中国电力科学研究院、国家电力调度通信中心、国家电力公司电网建设分公司主办的技术杂志《电网技术》，2001年第7期，毛传洲、周英书著《城市配电系统自动化的规划》，论及中性点不接地或经消弧线圈接地方式的单相接地故障的检出问题，指出“目前使用的诸如零序电流法、零序功率法、音频信号注入法、高次谐波监测分析法等单相故障选线或检出装置，现场应用不够理想”，因此要求继续研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单实用的小电流接地系统的接地线路及区段的定位方法。

实现本发明目的的技术方案是一种小电流接地系统的接地线路及区段的定位方法，包括以下步骤：

步骤一：对小电流接地系统线路实施配电自动化：每条线路设置对地电容、一个出线开关和多个分段开关；支线上装支线开关；所述每个出线开关、分段开关和支线开关上均装设配电监控终端以及三只接成零序滤过器接线的电流互感器或者三只零序电流互感器用于检测零序电流；

步骤二：出现接地故障时，各出线开关处的总零序电流最大者对应的线路为接地线路；接地线路上相邻两开关的之差最大者为接地区段。中性点经消弧线圈接地时，各线路上三相电流不平衡产生零序电流总零序电流其中为残流，接地线路大于非接地线路的且相位相反；中性点不接地时，总零序电流 其中为总电容电流。

中性点经消弧线圈接地时，需满足残流中性点不接地时，必使总电容电流

当零序电流较小时，在电流互感器零序电流侧设置放大电路，或采用射随电路。

所述步骤一中的配电监控终端为FTU及DTU。

本发明的原理在于：

（1）中性点经消弧线圈接地方式接地时，各线路对地电容电流都流接地点K，而消弧线圈L的电感电流也流向接地点K，这样自电源B至接地点K流过残流消弧线圈补偿方式有三种：（1）过补偿：是电感电流，其方向由母线流向线路。（2）欠补偿：是电容电流，其方向由线路流向母线，（3）全补偿：全补偿易串联谐振，产生过电压，不允许使用。一般采用过补偿方式，残流国内大多5A，国外3A。正常运行方式时，由于三相电流不平衡产生零序电流 与残流相加，产生总零序电流

中性点不接地方式接地时，与中性点经消弧线圈接地方式相同，就是无消弧线圈，无电感电流，此时对地电容电流由线路流向母线，是负电容电流三相不平衡电流产生的与相加，产生总零序电流 ${\stackrel{\·}{I}}_o=(\_{\stackrel{\·}{I}}_C)+{\stackrel{\·}{I}}_{o^{\text{'}}}$

（2）需要对线路系统进行配电自动化：

线路系统实施配电自动化，线路上装设分段开关，由此把线路分成几个区段；支线上装支线开关；线路末端装联络开关。开关上装配电监控终端，用以监控。每个开关处装设三只电流互感器，接成零序滤过器接线，或用零序电流互感器，检测零序电流。当发生接地故障时，产生U_o，从而使各线路对地电容电流流向接地点，如有消弧线圈产生电感电流也流向接地点，三相不平衡电流产生的也流向接地点，各开关的配电监控终端监测电流，从而可实现接地选线及接地区段定位。

（3）对于零序电流的检测：

若三相电流不平衡产生的零序电流较大，该零序电流可以直接测量，此电流在U_o作用下流过电源至接地点的回路，其余线路的不流过。

若三相电流不平衡较小，由此较小，而线路对地电容电流也小，此时电流互感器的零序电流侧要放大，或用射随电路予以处理后测量。

（4）出现接地故障的线路的定位：

接地线路，接地时10KV系统总对地电容电流流向接地点，流向接地线路的出线开关，而非接地线路的出线开关只流过本线路的对地电容电流因此可判知是接地线路。且接地线路的在出线开关处，由线路流向母线，是相当电感电流，落后U_o为90°。而非接地线路的出线开关处由母线流向线路，是+超前U_o为90°。因此在中性点不接地方式下，出现接地故障的线路可根据出线开关的大小来判断，大的为接地线路。

对于中性点经消弧线圈接地方式，接地时有电感电流且在电源至接地点产生残流而为过补偿方式，因此接地线路的出线开关可测出且落后U_o为90°。非接地线路出线开关测得的是本线路的对地电容电流超前U_o为90°。因此对中性点经消弧线圈接地方式，接地选线可根据出线开关测得大小来判断，且可比较其相位确定。

同时再考虑三相电流不平衡产生的零序电流与上述两种接地方式接地线路的出线开关测得的相加得到总零序电流则更能准确地判断出出现接地故障的线路。

（5）对于接地区段的定位：

中性点不接地方式，线路上的开关检测接地时总零序电流，总零序电流之差最大者，为接地区段。

中性点经消弧线圈接地方式，流过残流的开关，与相邻不流过残流的开关，检测接地时对地总零序电流，两个开关之间总零序电流之差最大者，为接地区段。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：本发明的方法对于中性点经消弧线圈接地方式和中性点的方式都可以快速确定出现接地故障的线路并对接地区段进行定位，从而可以快速寻找接地故障并加以排除。尤其是对于中性点经消弧线圈接地方式下，不需用中压电阻及真空断路器选线，方法简单易于实施。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明的原理图。

图2是本发明的消弧线圈单相接地故障示意图。

图3是本发明的中性点不接地方式单相接地故障示意图。

具体实施方式

见图1，图中显示了中性点经消弧线圈接地方式及中性点不接地方式的接地故障处理方法。其中B是主变压器，O是中性点，L是消弧线圈，有1、2、3条线路，每条线路对地电容C₁、C₂、C₃，单相接地点在线路3K点，当K点接地时，每条线路对地电容电流为10KV系统总电容电流为消弧线圈产生电感电流电感电流与电容电流相交产生残流而线路3由于三相负荷不平衡产生零序电流此时总零序电流中性点不接地方式，无消弧线圈，无电感电流，K接地时总电容电流由线路流向母线，因此是残流三相负荷不平衡产生此时总零序电流（图1中用﹝﹞号表示）。变电站出线开关及线路上实行配电自动化后的分段开关等，检测总零序电流，接地线路出线开关的大于不接地线路出线开关的接地线路上分段开关测得的之差最大者即为接地区段。

在某某供电公司的配电自动化线路上，对于中性点经消弧线圈接地方式及中性点不接地方式，用本发明的方法进行了现场试验，准确地实现了接地选线及接地区段定位。

（实施例1）

见图2，显示的是中性点经消弧线圈接地方式。在图2中对HHY变电站进行了现场试验，消弧线圈XHK-11ZP，900KVA，10.5KV，2台，残流整定在5～8A，LJH线路实现配电自动化，出线开关864，分段开关864-1～864-3均装设三台600/5A电流互感器，支线开关864-Z1装设三台150/5A电流互感器，YT2#线863出线开关装设三台600/5A电流互感器，作为接地选线用，上述开关均装设配电自动化监控终端FTU。接地选在LJH线主干线864-1～864-2的59#杆处，XZZC支线的6#杆处。接地试验开关选用真空断路器，一相的一端接高压导线，另一端经接地体直接接地，接地试验开关合闸一相接地，跳闸不接地，LJH线三相负荷不平衡，电流互感器二次电流采用射随电路。

（1）主干线接地试验：

当59#杆处接地试验开关合上即发生主干线接地，接地故障数据如下：

a、接地选线：

比较两个出线开关，864的Io=13.2A,863的Io=0A,13.2＞0A，因此864开关的LJH线是接地线路。

b、接地区段定位：

比较两相邻分段开关Io之差，差额最大者为接地区段。864与864-1的Io之差△I=13.2-12=1.2A，864-1与864-2的Io之差△I=12-0=12A，12A＞1.2A，因此接地区段是864-1～864-2，与59#接地试验开关相符。

（2）支线接地试验

当XZZC支线的6#杆处接地试验开关合上，即发生支线接地，接地故障数据如下：

a、接地选线：

比较两个出线开关，864的Io=14.4A，863的Io=0A，14.4A＞0A，因此864开关的LJH线是接地线路。

b、接地区段定位：

比较两相邻分段开关Io之差，差额最大者为接地区段。864与864-1之差△I=14.4-12=2.4A，864-1与864-2之差△I=12-8.4=3.6A，864-2与864-3之差△I=8.4-0=8.4A，因此864-2～864-3是接地区段，而XZZC支线位于864-2～864-3之间，且864-Z1的Io=9.3A，因此864-Z1～支线末端是接地支线，这与XZZC支线b#接地试验开关相符。

（实施例2）

见图3，显示的是中性点不接地方式。在图3中对CC变电站进行了现场试验，CC1#线路实现配电自动化，10KV系统单相接地时对地总电容电流Ic=5.2A，814、814-1～814-3开关装设三台400/5A电流互感器，支线开关814-Z1装设三台200/5A电流互感器，SC线815出线开关装设三台300/5A电流互感器，作为接地选线用，开关均装FTU，其余同于中性点经消弧线圈接地方式。

（1）主干线接地试验：

当4S#杆处接地试验开关合上即发生主干线接地，接地故障数据如下：

a、接地选线：

比较两个出线开关，814的Io=27.2A，815的Io=OA，27.2A＞OA，因此814开关的CC1#线是接地线路。

b、接地区段定位：

比较两相邻分段开关Io之差，差额最大者为接地区段。814与814-1的Io之差△I=28.8-27.2=1.6A，814-1与814-2的Io之差△I=29.6-28.8=0.8A，814-2与814-3的Io之差△I=30.3-29.6=0.7A，814-3与末端Io之差△I=30.3-0=30.3A（末端Io=0），因此接地区段是814-3～末端，与45#接地试验开关相符。

（2）支线接地试验：

当RC支线8#杆处接地试验开关合上，即发生支线接地，接地故障数据如下：

a、接地选线：

比较两个出线开关，814的Io=36.7A，815的Io=0A，36.7A＞0A，因此814开关的CC1#线是接地线路。

b、接地区段定位：

比较相邻两分段开关Io之差，差额最大者为接地区段。814与814-1之差△I=38.4-36.7=1.7A，814-1与814-2之差△I=40.7-38.4=2.3A，814-2与814-3之差△I=40.7-1.6=39.1A，因此814-2～814-3是接地区段，而RC支线位于814-2～814-3之间，且814-Z1的Io=41.2A，因此814-Z1～支线末端是接地支线，这与RC支线8#接地试验开关相符。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种小电流接地系统的接地线路及区段的定位方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：对小电流接地系统线路实施配电自动化：每条线路设置对地电容、一个出线开关和多个分段开关；支线上装支线开关；所述每个出线开关、分段开关和支线开关上均装设配电监控终端以及三只接成零序滤过器接线的电流互感器或者三只零序电流互感器用于检测零序电流；

步骤二：出现接地故障时，各出线开关处的总零序电流最大者对应的线路为接地线路；接地线路上相邻两开关的之差最大者为接地区段。

2.根据权利要求1所述的小电流接地系统的接地线路及区段的定位方法，其特征在于：步骤二中，中性点经消弧线圈接地时，各线路上三相电流不平衡产生零序电流总零序电流其中为残流，接地线路大于非接地线路的且相位相反；中性点不接地时，总零序电流其中为总电容电流。

3.根据权利要求1所述的小电流接地系统的接地线路及区段的定位方法，其特征在于：中性点经消弧线圈接地时，需满足残流 中性点不接地时，必使总电容电流

4.根据权利要求1所述的小电流接地系统的接地线路及区段的定位方法，其特征在于：当零序电流较小时，在电流互感器零序电流侧设置放大电路，或采用射随电路。

5.根据权利要求1所述的小电流接地系统的接地线路及区段的定位方法，其特征在于：所述步骤一中的配电监控终端为FTU及DTU。