小电流接地选线设计与管理

小电流接地选线设计与管理

金涛

（国网江西省电力公司九江供电分公司）

摘要：随着电网系统的日益复杂化，电网接地故障也呈多样化发展趋势，使得小电流接地选线装置经常出现不正确动作的情况，对电网供电可靠性造成了巨大影响。基于此，本文分析了小电流接地选线系统的设计与选线装置日常管理运行要点，旨在为一线工作提供理论指导。

关键词：小电流接地；选线原理；系统设计；日常管理

1影响接地选线可靠性的原因

首先，发生单相接地故障时，由于故障线路、相别、初相角、接地电阻以及接地方式等方面的不同，导致装置采集到的参量存在较大差别，虽然目前有多种选线方法可供选择，但总有一些故障无法作出正确选线。其次，在实际应用中任何一种选线方法都有一定的故障针对性，即存在一定的适用范围，而采用小电流接地系统的电网在网架结构、负荷变化、现场状况等方面存在较大差异，导致选线装置无法正确动作。

2小电流接地选线原理及现状

小电流接地选线主要是通过对电流零序分量的各种参数计算来实现的，常用的选线方法有零序电流幅值比较法、零序电流有功分量法等。本文以BW-MLVC33H系列微机小电流接地选线装置为例，分析小电流接地选线的具体工作原理。此装置基运用了谐波分析法，将基于暂态信号的小波分析法和基于稳态信号的零序能量法相结合，通过微机进行智能选线。但系统出现单相接地故障后，故障线路上的零序电流等于正常线路零序电流的加和，理论上应当是本组采样中的最高值，但考虑到CT误差、信号串扰、线路长短不一等因素的影响，在实际排序中可能不是最高值，而是排到第二甚至第三位，基于这一点，可以大致完成线路初选。之后，对于排序前三的信号，可利用相对相位原理，也就是根据电流间方向或电压间的超前、滞后关系，来具体找出故障发生在哪一个上面，亦或是发生在母线上，而零序电流二次侧幅值可在1~1000mA的范围内波动。该选线过程运用了双重判据，并且通过相对原理消除了运行方式、接地电阻及线路长短对选线的干扰。

3小电流接地选线系统的设计

3.1IEC61850-9-1标准下的小电流接地选线系统设计

IEC61850-9-1标准可以使各合并单元获得电子互感器的电流及电压信号，并将其转化为数字信号，然后将其传送到二次设备再实施相关处理。IEC61850-9-1标准下的小电流接地选线系统设计如下图所示：

图1IEC61850-9-1标准下的小电流接地选线系统设计

如图所示，在系统中，小电流接地故障选线是间隔层的组成部分，但其信息并非来源于单个间隔单元，而是来自于所有间隔单元。系统硬件包括数据接口模块与选线分析计算模块两个部分。其中，数据接口模块应与间隔数量相同，其可实现光纤接口与光/电转换功能，并可读取各间隔的数据，解析出选线所需的零序电压、电流数据，并通过数据总线传递给分析计算模块。分析计算模块有小型CPU，可进行选线计算。装置结构与传统选线装置相似，但将传统的二次电缆改成了数字光纤。

IEC61850-9-1标准下的小电流接地选线系统具有如下显著的优点：采用点对点通信的方式，不使用工业交换机，提高运行效率，可有效控制成本。但其也存在一定的不足，如保护装置之间难以进行数据共享，无法体现数字化优势，需要敷设大量数字光纤，维护难度较大等。

3.2IEC61850-9-2标准下的小电流接地选线系统设计

IEC61850-9-2标准下，各间隔的合并单元都可获得电子式互感器的电流及电压信号，在将其转化为数字信号后传递到交换机上，二次设备通过交换机获取数据并进行处理。IEC61850-9-2标准下的小电流接地选线系统设计如下图所示：

图2IEC61850-9-2标准下的小电流接地选线系统设计

如图所示，所有数据都通过交换机传输，所以选线装置只需要一个以太网接口就能够获得所有间隔的零序电流、电压数据，解析后即可传送给计算模块查找故障线路。

IEC61850-9-2标准下的小电流接地选线系统实现了网络化通信，使用工业交换机可实现所有间隔信息的共享，增强自动装置与保护装置的功能，减少光纤数量。其不足在于需要使用工业交换机，会在一定程度上增加系统成本。

4选线装置日常管理运行要点

4.1安装过程管理

首先，应加强设备选型管理，尽量选择质量水平高、符合技术规范、售后服务完善的主流厂家进行合作，确定选型之后，应指派专业技术人员赴厂家参与设计、制造等工作，设备出厂前仔细进行验收试验，确保产品质量过硬。其次，严格按规范进行施工安装及调试，尤其对于零序电流互感器必须予以正确安装：通常而言，零序电流互感器要安装到电缆头下面，其上方电缆内接地铜带须穿过电流互感器后方能接地；安装后及时对零序电流互感器的一、二次回路进行调试；不同零序电流互感器的极性应当保持完全一致，且必须采用统一合适的变比；对于同一现场的零序电流互感器，其电气特性应大体一致；零序电流互感器的二次回路不能开路，需提供一个接地点；对于接入选线装置的PT开口三角零序电压，务必保证极性正确。

4.2故障维护排查

首先要明确小电流接地选线装置管理专责人，细化人员岗位职责。各单位应指定专人负责管理小电流接地选线装置的运行、检修、维护工作，特别注意加强装置选型、订货、验收及运维的全过程管理。加强装置台账管理，建立详细完善的接地选线装置信息数据档案，掌握装置运行状态。细化分工、明确职责，变电运行人员负责选线装置的日常巡视工作，变电二次运检人员负责选线装置验收、消缺和日常维护工作，调控中心负责选线装置选线情况及告警事件的记录反馈工作，必要时提报缺陷。

其次要加强选线装置运行巡视、消缺维护，确保装置健康运行。变电运行人员应加强选线装置的巡视检查，发现装置宕机等异常情况，应及时汇报设备所属调度员，由调度员提报二次运检人员消缺。二次运检人员要加强装置异常原因分析，定期协调厂家人员开展装置选线正确性综合分析，排查整改零序电流互感器极性接反、网络通信异常等隐患。选线装置投运一年后，应结合二次设备全检工作，对接地选线装置及二次回路进行全面检查。

结语

综上所述，当前电网系统不断完善，电网系统故障判断的要求也越来越高，完善小电流接地选线设计及管理，可有效提高故障判断准确率，提高配电网运行效率。

参考文献：

[1]卢红桃.浅谈湛江港三区3#所小电流接地选线系统改造[J].科技资讯，2012（31）：98-98.

[2]王司琪.提高小电流接地选线装置安装调试质量的研究[J].科技与生活，2012（11）:213-213.

[3]杨小虎.10kV系统小电流接地选线装置的实用化探讨[J].甘肃冶金，2014（6）:116-117.

作者简介：

金涛（1985.9-），男，汉，单位：国网江西省电力公司九江供电分公司，江西丰城人，工程师，高级技师，研究生，电气工程及其自动化，主要从事电网变电检修管理