1 引言
在小电流接地系统发生单相接地时，规程虽允许继续运行2小时而不切断故障设备，但非接地相对地电压升高为相电压的 倍，特别是发生间歇性电弧接地时，接地相对地电压可能升高到相电压的2.5-3.0倍，这种过电压对系统的安全威胁很大，可能引发电缆爆炸、pt烧毁、母线烧毁、供电设备机组停运等事故。因此，应迅速寻找接线路，并及时隔离。
采用绝缘监视装置，当母线上任一出线发生接地故障时，在pt开口三角形接线开口处出现零序电压，电压继电器动作，给出接地信号，并通过电压表的指示判别接地的相别，然后人工依次拉开线路查找，当断开某条线路后，信号消失，说明接地故障在该条线路上。因此不适用出线多、结构复杂及负荷性质重要的电网。因此必须采用小电流接地系统自动选线装置。
2 单相接地故障的分析及其判断
小电流接地系统发生单相接地时,凡是对地有电容的线路都将有零序电流流过。通过在所有线路上安装零序电流ct检测零序电流，但由于零序电流是全网的电容电流，而一旦电容电流数值较大时往往又采用消弧线圈进行补偿，同时电容电流又有很大的分散性，因此仅仅将零序电流作为小电流接地系统自动选线装置的判断依据是不充分的。为此可以利用反应零序电压及零序电流的功率方向作为装置的启动信号。发生故障时，故障线路上零序功率方向为正，装于该线路的接地信号装置动作，发出信号，而非故障线路的接地信号装置则由于零序功率方向为负而不动作。但当线路长度相差较大时，可能发生误判。因为每条非故障线路都向故障点提供零序电流，线路越长流过的零序电流越大，虽然从理论上分析，故障线路零序电流等于非故障线路零序电流之和，故障线路零序电流应该是最大的，但由于实际现场零序ct误差、测量误差、装置误差等原因，实际计算值并非最大，也可能是第二大或第三大。如图1所示,当1号线路接地，若2号线路电容电流为10a，3号线路电容电流为0.1a，4号到n号线路电容电流为0.2a，则1号线路零序电流为10.3a，与2号线路电流接，若用电流最大值判断，不易区分接地线路。为此当小电流接地系统发生单相接地时,利用pt开口三角形处产生的零序电压作为装置的启动信号，选零序电流最大的3条线路比较方向。因为一般来说零序ct的累加误差不会使故障线路零序电流为第四大。
图1 选线原理图
由此可基本保证选线装置的可靠性与灵敏性。对于带消弧线圈的小电流接地系统，一般设置过补偿为5%~10%，若采用基波零序功率比较方向，就可能使故障线路零序电流与非故障零序电流具有相反方向的规律遭到破坏，而采用5次谐波计算时就可避免这种规律被破坏。因为:
电感电抗:zl=2nπf0l (n=5 , f0=50hz)
电容电抗:zc=1/2nπf0c (n=5 , f0=50hz)
5次谐波感抗比基波感抗扩大了5倍，5次谐波容抗是基波容抗的1/5，此时电感对于5次谐波相当开路，电感可忽略，对于5次谐波电流仍满足故障线路零序电流与非故障线路零序电流相反的特点。因此对于带消弧线圈的小电流接地系统，采用5次谐波电流最大值及相位双重判据，可基本判断接地线路。
近年来，结合计算机技术的普及与开发，将计算机控制技术运用到小电流接地选线中，形成了微机小电流接地选线装置。在电网无单相接地时，微机小电流接地选线装置处于监视状态;当发生单相接地时，pt开口三角形输出零序电压，将该电压作为微机小电流接地选线装置的启动信号，计算机cpu执行故障处理程序，自动判断接地回路并发出相应的报警信号。该程序中接地故障的决策可采用零序电流幅度或零序谐波电流方向原理，而且可以通过对程序的优化，充分考虑到pt断线、系统铁磁谐振及系统过渡电阻变化而引起零序电流等变化，避免误启动;自动跟踪零序电流变化，适应各种不同的接地工况。同时可将接地故障的所有信息(如接地时间、回路号等)送显示、打印。
3 结束语
目前随着小电流接地判据理论与算法的不断发展,一种基于dsp(数字信号处理器)的小电流接地选线装置已在研制、开发、运用当中。此装置采用dsp芯片作为核心运算控制单元，该芯片是利用静态cmos集成电路工艺制造，内部采用先进的改进型结构，程序存储器和数据存储器具有各自的总线，片内存储器，总线不出芯片。在数字信号处理方面采用快速傅立叶变换、适量分析及小波变换技术，小波变换是在傅立叶变换基础上发展起来的信号处理方法，它克服了傅立叶变换不能对信号同时进行时域局部化分析的局限性，具有很强的提取信号的能力，尤其对暂态突变信号或微弱变化信号的处理表现出明显的优势，将使dsp小电流接地选线装置的可靠性及灵敏性得到大大的提高。另一方面，通过研究表明，对于小电流系统的接地故障，负序分量比零序分量具有更大的优越性，电网折算到母线处的负序等值阻抗远小于各出线的负序阻抗，导致负序分量与零序分量相比在处理故障选线上存在着根本的不同，负序电流由故障点流入系统，流经故障点于母线处入地，几乎没有分流到非故障线路上去，这极大的方便了选线，对于带消弧线圈的小电流接地系统，也无须计算5次谐波电流，从而消除5次谐波噪音对装置的干扰，因此随着配电系统自动化的发展，分布完全的配电终端单元(feeder terminal unit , ftu)的运用，可以利用ftu丰富的测量功能很容易得到整个配电网的电流负序分量分布情况，采用负序电流的突变量及小波分析技术，通过配电主站综合分析各ftu处的故障特征，同时确定出故障线路及故障区段，甚至可以利用故障区段来识别故障线路，这种基于配电自动化的小电流接地选线方案具有良好的性能和喜人的前景。
参考文献
[1] 杨奇逊. 微型机继电保护基础[m]. 北京:水利电力出版社,1988.
[2] 王静茹. 输电线路电流电压保护[m]. 北京:水利电力出版社,1991.
作者简介
王湘吉(1966-) 男 高级工程师 主要从事湘钢焦化厂电气设备的管理工作。
本文关键字：暂无联系方式变频器维修，变频技术 - 变频器维修
