小电流接地选线应用探索

赵俊蕾李博

摘要：无人值班运行模式的运转和优质服务要求的不断提高，使得电力行业对于小电流接地系统单相接地故障造成拉路停电的时长、一次拉路准确率的要求越来越高。问题就是指令，困难催生动力，我公司运检专业把解决这一突出问题作为一项重点工作来抓，从问题分析、供应商调研入手，按照试点先行、重点先行的原则，循序渐进的推广应用小电流接地选线装置，并在实践中不断归纳和总结了应用经验，为小电流接地选线装置的全面推广应用奠定了坚实的基础。

关键词:小电流接地选线应用探索

运维、监控模式转变后，小电流接地系统拉路选线工作使监控人员操作量成数倍增加、拉路时间延长，对设备造成极大损害，甚至造成母线PT故障；其次，人工拉路选线使无故障设备短时停电，引起电力负荷损失。自2013年以来，我公司在广泛调研的基础上优选出6座110kV变电站安装新一代小电流接地选线装置。经过近5年雨季恶劣天气的实际检验，选线效果非常明显。几年来。6座站共发生单相接地故障41次，除2次因极性调试不正确未正确动作，1次未拉路验证外全部正确动作。大大降低了监控人员拉路选线时间，提高了配网设备的供电可靠性，得到了监控人员的广泛赞誉，同时也得到了省公司领导的高度认可。我公司以选线装置管理为抓手，深挖生产管理中存在的问题，从管理层面入手，一级抓一级、层层抓落实，实现了生产精益化管理闭环。

一、广泛调研、深入分析，优选合作商及试点站

为了把有限的资金切实用在刀刃上，2012年沧州公司在广泛调研的基础上、专款专用，选取北京丹华昊博电力科技公司、河北超联电子科技有限公司作为合作厂商，以配网线路运行环境差的两座农网站和负荷重要程度高、拉路损失大的4座市区站试点应用新一代小电流接地选线装置。项目资金批准后，我公司首先对目前市场上小电流接地选线装置的生产厂家、选线原理、产品价格、应用实例以及与老一代选线装置的主要区别等进行了广泛调研。分析老一代选线装置准确率不高的内在原因和新一代选线装置的进行了哪些改进和完善。通过调研我们得知，以北京丹华昊博公司的小电流接地选线装置为例，新一代小电流接地选线装置综合利用了六种选线方法和两种技术（智能群体比幅比相法、谐波比幅比相法、小波法、首半波法、有功分量法、突变量选线方法；有效域技术、连续选线技术），并采用一体式工控机取代了原来的单片机。针对电网各种性质的接地故障，综合利用多种选线技术和采用运算速度更高的ARM芯片，确保对不同接地系统和不同性质的接地故障均能可靠动作。例如：智能群体比幅比相法对中性点不接地系统反应比较灵敏、对经消弧线圈接地系统却不适用，而首半波法更适用于经消弧线圈接地系统。小波法对暂态量和谐波性质的接地故障反应较灵敏，而对于稳态量接地故障有功分量法更可靠。新一代小电流接地选线技术有效克服了选线方法单一、CPU运算速度慢造成的选线不准确的问题，使选线装置动作正确率100%的目标不再是梦想。

二、抓住问题、刨根问底，逐个击破选线难题

选线装置正式挂网运行了，但初次统计结果并没有预期的那样理想。据公司调控中心统计显示，2013年所辖6站发生接地故障41次，选线装置正确选线38次，选线准确率不到93%。盐山站自2013年以来选线装置正确动作16次，7月26日却未能正确动作；祝庄站选线装置正确动作4次，7月10日53A2线路接地却没有动作；金庄站发生接地9次，选线装置均正确，但同时却伴随着电容器接地信号；是什么原因造成了选线装置动作不准确？为找出选线装置不能正确动作的真正原因，我公司运检部专责会同选线装置厂家逐站调取装置选线失败的录波信息进行分析。通过分析我们发现，7月26日盐山站接地故障零序电压相位与故障线路同向,而却与正常线路反向，7月10日祝庄站53A2线路接地故障同样是零序电压与所有线路相反。而小电流接地选线工作原理为零序电压相位应该与正常线路波形同向，与故障线路反向，因此判定极性接反。调整极性后，小电流接地选线装置完全可以正确选线。针对选线装置存在的问题，我公司运检部立即要求厂家技术人员现场对装置电压极性进行了更正，同时对所有出线零序PT极性问题进行逐线排查，避免同类问题的重复发生。那金庄站电容动作信号是怎么回事儿？设定选线方案时，电容器没有接入选线系统，现场检查选线装置内也确实没有电容器的启动录波。后经查明，接地信号为保护装置自带接地报警功能上传到后台机所致。一类问题解决了，但新的问题又接踵而来。监控人员反映选线装置对瞬时性接地故障的反映灵敏度不足，对于频繁瞬时接地性故障，经常发生瞬时接地装置不动作的情况，使监控人员不能快速采取拉路措施，对线路的安全运行同样存在威胁。针对这种情况，我们经过与选线厂家沟通得知，每个厂家的选线装置初始值门槛设定不统一。零序电压启动值一般为20伏（可调）、也有25伏的，零序电流启动值一般为20毫安（可调）、也有25毫安的，两个条件同时满足后选线装置启动。但实际接地故障性质多样，接地零序电压和零序电流达不到装置动作值时装置不动作，接地故障持续太短，监控人员没有反应过来就恢复时，可能造成监控人员对选线装置动作正确性的误判。而瞬时性接地多为虚接地或高阻抗接地，接地电流一般较小，持续时间很短，监控人员根本来不及反应。这也就是监控人员认为选线装置对一些瞬时性接地故选线不准确的原因。

三、健全机制、完善管理，实现选线装置管理闭环

选线装置零序PT极性接反会造成装置不能正确选线，选线装置的定值设置不合理同样会造成选线装置动作不够灵敏。还有什么原因会造成选线装置不能够正确选线？经与厂家技术人员了深入沟通得知，选线装置设定变比与电流互感器CT变比参数匹配应合理，一般选线装置出场时设定的参数与200/5的CT变比吻合，在安装过程中要注意防止CT变比和装置设定变比不一致造成的测量误差（小电流接地选线装置采集合成零序电流信号时，需要三相电流互感器精度达到0.5级，如果现场负荷电流达到100A，变比应为300/5或400/5）；对于新安装的小电流接地选线装置，应尽量加装专用零序CT，确保零序CT精度满足零序测量电流灵敏度的要求。

通过对小电流接地选线装置动作原理和装置性能的深入了解，我们也看到我公司在选线装置应用管理中存在的诸多问题。一是选线装置运维管理和定值管理职责划分不清晰，形成了两不管的局面。二是选线装置定值管理存在空白，设备生产厂家设定的初始值是什么样，实际动作值就是什么值，没有结合各站、线的实际情况进行动态调整。三是运维检修人员对选线装置的运维检修经验存在盲区，认为装置动作不正确肯定是因为装置灵敏度不够，这是厂家需要解决的问题，和自己没有关系。但实践检验证明，安装调试不当、定值整定不合理却往往是选线装置不能正确动作的罪魁祸首。因此，我们急需通过明确管理职责、在运行中不断总结和探索零序电压和零序电流门槛设置、加强对定值的规范管理，不断完善管理措施，敢于给设备厂家洗冤。

结束语

下一步，根据调控中心监控人员的需求，我公司将考虑选线装置接入跳闸回路，对于选线装置选出的线路直接切除故障。另外将继续与厂家深入沟通，对于连续虚接的线路，当超过一定动作次数时，希望选线装置能够快速切除接地故障。这一需求也为选线厂家下一步的研究提供了方向。使选线装置能够真正服务于国家电网，为电网安全运行保驾护航。

参考文献：

[1]电力系统继电保护[M].北京：水利水电出版社，1996.

[2]基于暂态零序电流比较的小电流接地选线研究[J].电力系统自动化,2003,27（9）：48-53.