小电流接地选线方法

1．2．1基于稳态分量的选线方法

(1)零序电流比幅法

当中性点不接地系统发生单相接地故障时。流过故障线路的稳态零序电流在数值上等所有非故障线路对地电容电流之和。故障线路上的零序电流最大，通过零序电流幅值大小比较就可以找出故障线路。在以往实现上，采用“绝对整定值”原理，利用零序电流0I 与整定值Z I 做比较，整定值Z I 一般大于系统内任一条出线的电容电流值，如果0I 小于整定值Z I ，极化继电器不动作；如果0I 大于整定值Z I ，极化继电器动作，信号显示该回路的编号，选线完成。但是由于系统可能存在某条线路的电容电流大于其它线路电容电流之和的情况，当这条线路发生接地故障时，就会出线拒动的情况．现在使用较多的是群体比幅法，应用微机技术采集并比较接地母线所有出线上的零序电流，将幅值最大的线路选为故障线路，由于不需设定门槛值，群体比幅法提高了检测可靠性和灵敏度，但是在母线故障时会出现误判断，并且一旦故障点出线间歇性拉弧现象，没有一个稳定的接地电流，也会导致选线失败。对于谐振接地系统来说，由于谐振接地系统中消弧线圈补偿电流的存在，往往使故障线路电流幅值小于非故障线路，因此零序电流比幅法不适用于谐振接地系统。

(2)零序电流比相法

当中性点不接地系统发生单相接地故障时，流经故障线路的稳态零序电流的方向是从线路流向母线；流经非故障线路的稳态零序电流的方向是从母线流向线路。通过比较零序电流的方向就可以找出故障线路。这种方法在故障点离互感器较近、线路很短、高阻接地等情况发生时，测量到的零序电压和零序电流较小，相位判别较困难，可靠性低。对于间歇性接地故障来说，零序电流畸变严重，难以计算相位，容易出线误判。对于谐振接地系统来说，因为在过补偿或完全补偿状态下。故障线路的零序电流方向于非故障线路相同，因此零序电流比相法不适用于谐振接地系统。

(3)群体比幅比相法

这种方法多用于中性点不接地系统，使用幅值大、波形稳定的零序电压作为参考正方向，监视零序开口电压，当零序开口电压大于电压闭锁设定值时，启动采样，进行快速傅立叶分解，按基波或五次谐波排队，取幅值较大的前三个零序电流进行比相，如果其中某个与其它两个相位相反，则为故障线，否则为母线故障嘲。选择幅值较大的零序电流迸行相位的比较，在一定程度上避免了系统因受过渡电阻大小及电流互感器不平衡等因素影响面导致的选线错误。但是当线路较短或者遇到故障点经过高阻接地等情况发生时，零序电流较小，其相位误差将很大，可能导致选线错误。

(4)五次谐波法

对于中性点经消弧线圈接地系统，基波零序电流的比幅比相法由于消弧线圈的补偿作用丽失效。必须寻找其它的选线方法，五次谐波分量算法的提出在一定程度上解决了中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障的选线问题。电力系统由于变压器、线路等设备的非线性影响，线路电流中存在着谐波分量其中五次谐波含量最大发生单相接地故障时谐波分量还会有一定程度的增加。对于中性点经消弧线圈接地的系统，消弧线圈对五次谐波所呈现的感抗是基波的5倍，而线路分布电容对五次谐波所呈现的容抗却是基波的1／5，因此消弧线圈对

五次谐波的补偿作用很小，可以忽略其影响。因此，故障线路的五次谐波零序电流幅值比非故障线路大且方向相反，由此可以选择故障线路。为了进一步提高灵敏度，可将各线路的3，5，7次等谐波分量的平方求和后进行幅值比较，幅值最大的线路选为故障线路。但是五次谐波的含量占基波的比例很小，且考虑到负荷中的五次谐波源、电流互感器的不平衡电流和过渡电阻的大小，都会在一定程度上影响选线的准确性。多次谐波平方和法虽然能在一定程度上克服单次谐波信号小的缺点，但并不能从根本上解决问题。

(5)有功分量法

由于消弧线圈不能补偿零序电流有功分量，当发生单相接地故障时，提取各条线路的零序有功分量，非故障线路的零序有功分量方向是由母线流向线路，大小等于线路本身的有功损耗电流值；故障线路的零序有功分量方向是由线路流向母线，大小等于非故障线路的零序有功分量和消弧线圈的零序有功分量之和。

当母线故障时所有线路的零序有功分量都等于线路本身的有功损耗电流值，方向是由母线流向线路。利用各条线路零序有功分量的相对大小和相位关系就可以确定故障线路或者母线故障。从原理上可见，有功分量方法有效地克服了消弧线圈补偿带来的影响；并且，在消弧线圈存在的情况下，故障线路的零序有功分量的大小比中性点不接地时更大，故障特征更明显，更利于选线。但是，由于线路的有功损耗相对较小，因此有功分量算法的故障信息同样不够突出；受cT 不平衡、线路长短、过渡电阻大小的影响也较大．为了提高灵敏度，有的装置采用瞬时在消弧线圈上并联接地电阻来加大故障电流的有功分量，这种做法带来的问题是接地电流增大，加大对故障点绝缘的破坏，很可能导致事故扩大，对电缆线路来说，这一问题尤为严重。

(6)能量函数法

当中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时，由于消线圈的补偿作用，故障线路的零序电流方向和非故障线路的方向相同，不易选线。，但是由于电感和电容只是存储能量，在整数倍工颏周期内能量差为零，只有线路的电阻和对地导纳才消耗能量，零序电流中的阻性分量与补偿无关，可得零序能量函数判据：定义中性点电压0U 与线路的零序电流0I 乘积的积分为该线路的零序能量函数。根据零序电流的参考方向和零序阻性电流的特点，可得故障线路的能量为负，非故障线路的能量为正，且故障线路的能量绝对值最大．以中性点电压U 与线路的零序电流0I 乘积的积分为该线路的零序能量函数没有反映出故障相电压的变化情况。当发生金属性接地故障时，故障相电压降为零，中性点电压上升到相电压，此时零序能量函数法有较高的分辨率；但是当接地电阻很大时，故障相电压下降不多，中性点电压幅值较小，线路零序电流也很小，此时零序能量函数法不能很好的判别故障线路。改进的零序能量函数法采用中性点电压与故障相电压的差替代中性点电压来求零序能量函数，以能量曲线的斜率来判断故障线路，如果各条线路的能量曲线斜率符号相同则无故障或者发生母线接地故障，此时如果中性点电压幅值超过相电压的15％则为母线接地故障；如果有线路能量曲线斜率与其它线路的能量曲线斜率符号不同，那么该线路为故障线路。零序能量函数法和改进的零序能量函数法都没有考虑到测量误差和电流互感器不对称引起的零序不平衡电流，选线正确率受到限制。

(7)最大原理