小电流接地选线装置原理及选用

2 小电流接地选线装置的基本原理
小电流接地选线装置是一种安装在变电站， 用于系 统发生单相接地时，判断线路故障的一种智能监测设备。 它能及时准确地判定接地回路， 以便快速排除单相接地 故障。
中性点不接地系统单相接地时，产生零序电压、零序 电流的大小及相位， 接地过渡电阻的大小与系统运行方 式之间的关系十分复杂， 对小电流接地选线装置的正确 工作影响很大。 因此，了解市场上一些小电流接地装置的 基本原理与性能，对改造选择相关设备很有好处。
零序功率方向 MLN98
架空线三相电流互感器，电缆零序电流互感器或 三相电流互感器
谐波功率方向 MLX/98
同左
外加高频信号电流 TY-01/02
对电流互感器无要求
每面屏增加 1 根电缆引入装置及 2 根电压电缆
同左
需 2 根电压电缆引入装 置，02 型需 1 根三芯通信电缆
三相电流互感器变比特性、精度要一致，变比要适
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Electric 电 Times 气 时 空
序号
装置工作原理 代表产品型号
1
对开关柜电流互感器 数量要求
2
对二次电缆要求
3 对电流互感器的质量要求
4
对电流互感器极性要求
5
适应系统
6
定值要求
7
运行时间
8
安装故障探测器
9
线路接地点寻找
10
通信功能
表 1 小电流接地选线装置对变电站设备要求比较
要特点是：适应于中性点不接地或经消弧线圈接地系统， 无需增加变电站一次设备，不要改造增加电流互感器；单 相接地自动选线，自动报警；可以通过信号电流探测器， 准确地找到线路接地故障点。 但是该种原理的装置投入 运行时间不长，运行经验少。
（4）首半波原理。 首半波原理是基于接地故障信号发 生在相电压接近最大值瞬间这一假设。 当电压接近最大 值时，若发生接地故障，则故障相电容电荷通过故障线路 向故障点放电。 故障线路分布电感和分布电容使电流具 有衰减振荡特性，该电流不经过消弧线圈，因而不受消弧 线圈影响。 按此原理生产的接地选线装置是不能反映相 电压较低时的接地故障， 易受系统运行方式和接地电阻 影响，存在工作死区。
（3）外加高频信号电流原理。 当中性点不接地系统发 生单相接地时， 通过电压互感器二次绕组向母线接地相 注入一种外加高频信号电流。 该信号电流主要沿故障线 路接地相的接地点入地， 部分信号电流经其他非故障线 路接地相对地电容入地， 用一只电磁感应及谐波原理制 成的信号电流探测器， 靠近线路导体接收该线路故障相 流过信号电流的大小 （故障线路接地相流过的信号电流 大，非故障线路接地相流过的信号电流小，它们之间的比 值大于 10 倍）来判断故障线路与非故障线路。
少，对于只有 2 只电流互感器的变电站，使用这种装置进
行改造，较为合适。 变电站有 3 只电流互感器的，因为设 ●
栏
备已安装，二次回路已完善，使用前 2 种较为合适。
目
编ຫໍສະໝຸດ Baidu
目前，市场上小电流接地选线装置型式很多，同种原 辑
理的产品质量差别很大，应选用运行稳定，故障机率少的 肖
朝
产品。 ■
晖
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三相电流互感器变
宜，使零序电流（二次）在 20～300mA 内
比、特性、精度要一致
无要求
电流互感器极性必须严格一致
同左
无要求
不接地或经消弧线圈接地
同左
同左
不需要整定
同左
同左
长
长
短
不需要
同左
02 型 每 回 路 加 装 1 只 信 号电流探测器
不可以
不可以
可利用移动探测器找到 接地故障点位置
有
有
有
向继电器存在死区。 （2）谐波电流方向原理。 当中性点不接地系统发生单
配电网络是离用户最近，与用户关系最密切的网络。 随着电力体制改革的不断深入和社会的不断进步， 供电 可靠率指标是供电企业服务水平的重要指标， 已成为供 电企业对外承诺的重要内容。 配电网络的运行状况、供电 可靠程度直接影响到能否为用户提供一个价廉质优的电 力问题，直接关系到群众生活、社会稳定和经济发展。 因 此，提高配电网络的供电可靠性意义重大，需要从事实际 管理工作的各个岗位人员的共同努力。 ■
3 小电流接地选线装置的选用
各变电站对小电流接地选线的要求不一， 其选择都
有自己的侧重面。 表 1 列出 3 种不同原理的代表产品对
变电站一、 二次设备的要求和适应系统情况进行对照比
较，供选用时参考。
从表 1 中可以看出， 外加高频信号电流原理的代表
产品最大特点是，对变电站电流互感器无要求，二次电缆
变电站实现无人值班后， 上述接地检查方法就不适 用了,需要有一种新的接地检查方法，来完成中性点不接 地系统配电线路接地检查。 该装置工作不受系统运行方 式和接地点过渡电阻的影响； 能用于中性点不接地或经 消弧线圈接地方式系统；调试应简单，维护量要小，不需 进行定值整定；能适应长短不同的线路，架空线路及电缆 线路，对线路多少不限；在系统发生单相接地时，能自动区 分是变电站母线接地还是配电线路接地， 自动选择显示 线路编号、名称及母线段号；瞬时接地记忆、存储；配有通 信接口，能与 RTU 通信。
面使用，实现电子化管理，保证了缺陷报送处理、两票执
●
栏 目
行等项目的电子化流程处理，实行闭环管理。
编
辑 3 探索新的工作方法，全力提高供电可靠性
肖
朝 晖
在抢修工作中，严格执行“先转后修”的工作方法；计
划停电中落实“能转必转”的工作理念；在转电操作中，设 置 2 个班组相互配合，一拉一合的转电方法，缩短了各类 停电时间，大大提高了供电可靠性。
高频信号电流发生器由电压互感器开口三角的电压 起动。 选用高频信号电流的频率与工频及各次谐波频率 不同，因此工频电流、各次谐波电流对信号探测器无感应 信号。 在单相接地故障时，用信号电流探测器，对注入系 统接地相的信号电流进行寻踪， 还可以找到接地线路和
接地点的确切位置。 TY-01\02 型小电流接地选线装置是代表产品。 其主
相接地故障时，在各线路中都会出现零序谐波电流。 由于 谐波次数的增加，相对应的感抗增加，容抗减小，所以总 可以找到一个 m 次谐波， 这时故障线路与非故障线路 m 次谐波电流方向相反， 同时对所有大于 m 次谐波的电流 均满足这一关系。 这种判断谐波电流方向原理构成的接 地选线装置不受系统运行方式变化及过渡电阻的影响， 谐波电流相位关系与幅值无关，只要计算机能识别即可。 对相位容差大，即相位大于 90°即认为反相，小于 90°则认 为同相。MLX 系列接地选线装置是这种原理的代表产品， 适用于已装有三相电流互感器或装有零序电流互感器的 变电站，但对于只有二相电流互感器的变电站，就需增加 一只电流互感器，这不仅使改造工作量加大，而且资金投 入较多，因此其使用受到了一定限制。
化，便于日后统计和相应的查找工作。 在填写第一种工作
票记录卡和中压故障抢修工作记录卡时， 要求填写时按
照单线图进行点图操作，并准确填写操作时间，系统便可
以根据单线图上的开关状态和记录时间， 自动统计停电
时间和影响用户，对于供电可靠性考核提供准确、详尽的
基础数据。 缺陷管理、两票管理、班务日志等模块都已全
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小电流接地选线装置原理及选用
● 广州供电局 岑凯加
1 中性点不接地系统的接地检查及改造要求
在中性点不接地或经消弧线圈等接地方式的系统 中，发生单相接地时，变电站只出现接地信号，而区分不 清接地的线路及地点。 虽然规程规定中性点不接地系统， 线路单相接地时允许运行 2h， 但是为保证设备及人员安 全，应及时找出接地故障线路，以便迅速处理。
小电流接地选线装置的工作原理有以下几种： （1）零序功率方向原理。 中性点不接地系统在正常运 行时，各相对地电压是对称的，中性点对地电压为零，电 网中无零序电压。 如果线路各相对地电容量相同，在各相 电压作用下各相电容电流相等并超前于相应相电压 90°。 零序功率方向原理的小电流接地装置， 就是利用在 系统发生单相接地故障时， 故障与非故障线路零序电流 反相，由零序功率继电器判别故障与非故障线路。 在实际应用时，由于零序电流互感器（或三相电流互 感器构成零序电流滤过器）二次侧波形畸变，电流互感器 测量误差，信号干扰，线路长短差别悬殊，接地电阻的影 响以及电压互感器的非线性特性等影响， 将造成零序方
在较简单的供电系统， 用 户 是 允 许 暂 时 停 电 的 ，6~ 35kV 配电线路，一般用专设的接地实验按钮与重合闸装 置配合来寻找接地线路。 出现系统接地故障时，变电站运 行人员依次对各出线断路器进行接地检查， 直到查出接 地线路为止。 这种方法会给安全运行及用户的生产造成 一定的影响，降低了用户的供电可靠性。