SOG接地保護開關LTR—PS—YOQ5控制裝置在消弧線圈接地系統的調整原理及應用

陳發培

【摘 要】 在10kV中性點經消弧線圈接地系統中，判斷并隔離單相接地故障，目前在國內，無論以零序電流、功率方向、高次諧波作為判據，均沒有一個成熟的標準。本文根據實際經驗，通過對SOG接地保護開關LTR-PS-YOQ5控制裝置工作原理和功能特點進行深入的分析，科學合理地對LTR-PS-YOQ5控制裝置定值進行調整，實現與變電站系統數據的匹配，確保開關正常保護動作，并經實踐驗證，實現日本先進開關技術落地轉化應用，成為推行SOG饋線自動化開關的成熟案例，有效提高配網供電可靠性。

【關鍵詞】 單相接地 接地保護 控制裝置

近年，用電客戶對供電可靠性的要求越來越高，如何降低線路故障率，提高供電可靠性，一直是電力部門致力解決的問題。隨著配電自動化研究及應用的不斷深入，為防止配網分支線及客戶自用設備故障波及到配網主線，提高供電可靠性，可隔離單相接地故障的饋線自動化開關得到大范圍的推廣應用，其中戶上電氣有限公司的SOG功能接地保護開關（采用日本托伽米機技術）也在佛山市高明區得到積極的應用。

1 SOG功能接地保護開關的工作原理

開關由有短路儲能跳閘功能的接地保護型（SOG保護開關），和具有方向性的控制裝置（LTR-PS-YOQ5）配套使用。主要作用表現在兩方面：一是接地保護開關為負荷開關，不能開斷短路電流，當所在保護區間發生短路故障時，控制裝置（LTR-PS-YOQ5）記憶這個短路電流，在變電站的斷路器跳閘后自動跳閘將故障區間隔斷，以保證斷路器重合閘成功；二是要實現在配網分支線及客戶廠區發生單相接地故障時，控制裝置（LTR-PS-YOQ5）動作，在設定的時間內將開關跳閘。因此，科學、合理地對SOG功能接地保護開關的控制裝置（LTR-PS-YOQ5）進行定值設定或調整就顯得十分重要。

2 控制裝置（LTR-PS-YOQ5）主要功能特點

在10kV中性點經消弧線圈接地系統中，判斷并隔離單相接地故障，目前在國內，無論以零序電流、功率方向、高次諧波作為判據，均沒有一個成熟的標準，各廠家采用的技術各異，能否及時在故障發生時動作，即是對接地保護開關最大的檢驗。

2.1 控制裝置（LTR-PS-YOQ5）的功能特點

為減小單一測量零序電流（無方向性）判斷故障所產生的誤動作。控制裝置（LTR-PS-YOQ5）能同時測量零序電流和零序電壓，只有在零序電流和零序電壓超過整定值，并且利用其相角特性判定故障點在負荷側時，開關才跳閘，隔離故障區間，故SOG開關動作值采用的是三條件的"與"關系。

2.2 控制裝置（LTR-PS-YOQ5）的設定

LTR-PS-YOQ5控制裝置的定值設定必須根據安裝使用的系統情況來設定，其設定包括動作電流（零序電流）、動作電壓（零序電壓）、動作時間（接地故障開關延時時跳閘時間）以及接地模式（經消弧線圈接地系統接地或不接地）。

LTR-PS-YOQ5控制裝置要發揮正常的保護動作，必須考慮到與變電站內設備設置的協調性，由于高明區所有的變電站現時10kV中性點均為經消弧線圈接地系統，因此，控制裝置的調整必須要與變電站消弧線圈接地系統合理匹配。在開關安裝前科學合理地對LTR-PS-YOQ5控制裝置定值進行調整，是確保開關能正常動作，發揮保護作用至關重要的一步。

3 應用實例

本文以高明10kV坑角線5021-0089D開關為例，介紹SOG功能接地保護開關LTR-PS-YOQ5控制裝置的調整原理。10kV坑角線由220kV高明站2#主變供電， 220kV高明站10kV中性點實際運行使用的是經消弧線圈接地系統。

3.1 經消弧線圈接地系統中SOG開關零序電流，零序電壓、相角的計算方式

※計算條件：不接地系統L=∞、沒有中性點接地電組時R=∞、完全接地時Rg=0。

※負荷側的接地電容非常小忽略不計。

3.2 實際使用經消弧線圈接地方式系統在發生接地故障時的回路分析

3.3 消弧線圈動作序列圖分析

（1）系統為不接地狀態，接地故障檢測值為零序電壓：30%（接地電阻：640Ω左右）；零序電流：8.6A；相角：超前90°。

（2）消弧線圈投入后，零序電流：1.4A；零序電壓：98%左右；相角：滯后90°左右。

（3）20秒后進行選線并接電阻投入。零序電流：7.4A左右；零序電壓：17%左右；相角：滯后1.9°左右。

（4）經過動作時間后LTR-PS-YOQ5裝置跳閘切斷故障線路，變電站的接地故障警報解除。

3.4 LTR-PS-YOQ5控制裝置的設定

如（圖3）所示，LTR-PS-YOQ5控制裝置應在狀態3.3.3的情況時各項指標符合動作標準，故障持續時間超過裝置動作時間后，裝置應跳閘。但還需考慮的是，在故障發生過程中接地點情況變化導致接地電阻值升高，由于零序電壓的整定值存在一定的公差（12.75～17.25%）， 有可能發生不動作。為了避免這種情況的發生，并與變電站內系統取得協調，最終決定以降低LTR-PS-YOQ5控制裝置的整定值來提高靈敏度。故LTR-PS-YOQ5控制裝置整定值為：

出廠設定：動作電流：0.6A動作電壓：15%動作時間：0.5s

調整為：動作電流：0.3A動作電壓：5%動作時間：2s

LTR-PS-YOQ5控制裝置的靈敏度設定得較高，有可能發生在變電站未檢測出接地故障前，LTR-PS-YOQ5控制裝置已動作，將故障線路隔離。這對于有效隔離配電線路故障的觀點上來看是有效的方法。

4 結語

經實踐驗證，該SOG功能接地保護開關LTR-PS-YOQ5控制裝置的設置能有效隔離線路單相接地故障，該范例成為有針對性地按不同變電站主變接地系統的數據核算SOG開關控制裝置的定值，實現與變電站系統數據的匹配，實現日本先進開關技術落地應用，推廣SOG饋線自動化開關的成熟案例，為配網安全運行，提高供電可靠性作出榜樣。endprint

【摘 要】 在10kV中性點經消弧線圈接地系統中，判斷并隔離單相接地故障，目前在國內，無論以零序電流、功率方向、高次諧波作為判據，均沒有一個成熟的標準。本文根據實際經驗，通過對SOG接地保護開關LTR-PS-YOQ5控制裝置工作原理和功能特點進行深入的分析，科學合理地對LTR-PS-YOQ5控制裝置定值進行調整，實現與變電站系統數據的匹配，確保開關正常保護動作，并經實踐驗證，實現日本先進開關技術落地轉化應用，成為推行SOG饋線自動化開關的成熟案例，有效提高配網供電可靠性。

【關鍵詞】 單相接地 接地保護 控制裝置

近年，用電客戶對供電可靠性的要求越來越高，如何降低線路故障率，提高供電可靠性，一直是電力部門致力解決的問題。隨著配電自動化研究及應用的不斷深入，為防止配網分支線及客戶自用設備故障波及到配網主線，提高供電可靠性，可隔離單相接地故障的饋線自動化開關得到大范圍的推廣應用，其中戶上電氣有限公司的SOG功能接地保護開關（采用日本托伽米機技術）也在佛山市高明區得到積極的應用。

1 SOG功能接地保護開關的工作原理

開關由有短路儲能跳閘功能的接地保護型（SOG保護開關），和具有方向性的控制裝置（LTR-PS-YOQ5）配套使用。主要作用表現在兩方面：一是接地保護開關為負荷開關，不能開斷短路電流，當所在保護區間發生短路故障時，控制裝置（LTR-PS-YOQ5）記憶這個短路電流，在變電站的斷路器跳閘后自動跳閘將故障區間隔斷，以保證斷路器重合閘成功；二是要實現在配網分支線及客戶廠區發生單相接地故障時，控制裝置（LTR-PS-YOQ5）動作，在設定的時間內將開關跳閘。因此，科學、合理地對SOG功能接地保護開關的控制裝置（LTR-PS-YOQ5）進行定值設定或調整就顯得十分重要。

2 控制裝置（LTR-PS-YOQ5）主要功能特點

在10kV中性點經消弧線圈接地系統中，判斷并隔離單相接地故障，目前在國內，無論以零序電流、功率方向、高次諧波作為判據，均沒有一個成熟的標準，各廠家采用的技術各異，能否及時在故障發生時動作，即是對接地保護開關最大的檢驗。

2.1 控制裝置（LTR-PS-YOQ5）的功能特點

為減小單一測量零序電流（無方向性）判斷故障所產生的誤動作。控制裝置（LTR-PS-YOQ5）能同時測量零序電流和零序電壓，只有在零序電流和零序電壓超過整定值，并且利用其相角特性判定故障點在負荷側時，開關才跳閘，隔離故障區間，故SOG開關動作值采用的是三條件的"與"關系。

2.2 控制裝置（LTR-PS-YOQ5）的設定

LTR-PS-YOQ5控制裝置的定值設定必須根據安裝使用的系統情況來設定，其設定包括動作電流（零序電流）、動作電壓（零序電壓）、動作時間（接地故障開關延時時跳閘時間）以及接地模式（經消弧線圈接地系統接地或不接地）。

LTR-PS-YOQ5控制裝置要發揮正常的保護動作，必須考慮到與變電站內設備設置的協調性，由于高明區所有的變電站現時10kV中性點均為經消弧線圈接地系統，因此，控制裝置的調整必須要與變電站消弧線圈接地系統合理匹配。在開關安裝前科學合理地對LTR-PS-YOQ5控制裝置定值進行調整，是確保開關能正常動作，發揮保護作用至關重要的一步。

3 應用實例

本文以高明10kV坑角線5021-0089D開關為例，介紹SOG功能接地保護開關LTR-PS-YOQ5控制裝置的調整原理。10kV坑角線由220kV高明站2#主變供電， 220kV高明站10kV中性點實際運行使用的是經消弧線圈接地系統。

3.1 經消弧線圈接地系統中SOG開關零序電流，零序電壓、相角的計算方式

※計算條件：不接地系統L=∞、沒有中性點接地電組時R=∞、完全接地時Rg=0。

※負荷側的接地電容非常小忽略不計。

3.2 實際使用經消弧線圈接地方式系統在發生接地故障時的回路分析

3.3 消弧線圈動作序列圖分析

（1）系統為不接地狀態，接地故障檢測值為零序電壓：30%（接地電阻：640Ω左右）；零序電流：8.6A；相角：超前90°。

（2）消弧線圈投入后，零序電流：1.4A；零序電壓：98%左右；相角：滯后90°左右。

（3）20秒后進行選線并接電阻投入。零序電流：7.4A左右；零序電壓：17%左右；相角：滯后1.9°左右。

（4）經過動作時間后LTR-PS-YOQ5裝置跳閘切斷故障線路，變電站的接地故障警報解除。

3.4 LTR-PS-YOQ5控制裝置的設定

如（圖3）所示，LTR-PS-YOQ5控制裝置應在狀態3.3.3的情況時各項指標符合動作標準，故障持續時間超過裝置動作時間后，裝置應跳閘。但還需考慮的是，在故障發生過程中接地點情況變化導致接地電阻值升高，由于零序電壓的整定值存在一定的公差（12.75～17.25%）， 有可能發生不動作。為了避免這種情況的發生，并與變電站內系統取得協調，最終決定以降低LTR-PS-YOQ5控制裝置的整定值來提高靈敏度。故LTR-PS-YOQ5控制裝置整定值為：

出廠設定：動作電流：0.6A動作電壓：15%動作時間：0.5s

調整為：動作電流：0.3A動作電壓：5%動作時間：2s

LTR-PS-YOQ5控制裝置的靈敏度設定得較高，有可能發生在變電站未檢測出接地故障前，LTR-PS-YOQ5控制裝置已動作，將故障線路隔離。這對于有效隔離配電線路故障的觀點上來看是有效的方法。

4 結語

經實踐驗證，該SOG功能接地保護開關LTR-PS-YOQ5控制裝置的設置能有效隔離線路單相接地故障，該范例成為有針對性地按不同變電站主變接地系統的數據核算SOG開關控制裝置的定值，實現與變電站系統數據的匹配，實現日本先進開關技術落地應用，推廣SOG饋線自動化開關的成熟案例，為配網安全運行，提高供電可靠性作出榜樣。endprint

【摘 要】 在10kV中性點經消弧線圈接地系統中，判斷并隔離單相接地故障，目前在國內，無論以零序電流、功率方向、高次諧波作為判據，均沒有一個成熟的標準。本文根據實際經驗，通過對SOG接地保護開關LTR-PS-YOQ5控制裝置工作原理和功能特點進行深入的分析，科學合理地對LTR-PS-YOQ5控制裝置定值進行調整，實現與變電站系統數據的匹配，確保開關正常保護動作，并經實踐驗證，實現日本先進開關技術落地轉化應用，成為推行SOG饋線自動化開關的成熟案例，有效提高配網供電可靠性。

【關鍵詞】 單相接地 接地保護 控制裝置

近年，用電客戶對供電可靠性的要求越來越高，如何降低線路故障率，提高供電可靠性，一直是電力部門致力解決的問題。隨著配電自動化研究及應用的不斷深入，為防止配網分支線及客戶自用設備故障波及到配網主線，提高供電可靠性，可隔離單相接地故障的饋線自動化開關得到大范圍的推廣應用，其中戶上電氣有限公司的SOG功能接地保護開關（采用日本托伽米機技術）也在佛山市高明區得到積極的應用。

1 SOG功能接地保護開關的工作原理

開關由有短路儲能跳閘功能的接地保護型（SOG保護開關），和具有方向性的控制裝置（LTR-PS-YOQ5）配套使用。主要作用表現在兩方面：一是接地保護開關為負荷開關，不能開斷短路電流，當所在保護區間發生短路故障時，控制裝置（LTR-PS-YOQ5）記憶這個短路電流，在變電站的斷路器跳閘后自動跳閘將故障區間隔斷，以保證斷路器重合閘成功；二是要實現在配網分支線及客戶廠區發生單相接地故障時，控制裝置（LTR-PS-YOQ5）動作，在設定的時間內將開關跳閘。因此，科學、合理地對SOG功能接地保護開關的控制裝置（LTR-PS-YOQ5）進行定值設定或調整就顯得十分重要。

2 控制裝置（LTR-PS-YOQ5）主要功能特點

在10kV中性點經消弧線圈接地系統中，判斷并隔離單相接地故障，目前在國內，無論以零序電流、功率方向、高次諧波作為判據，均沒有一個成熟的標準，各廠家采用的技術各異，能否及時在故障發生時動作，即是對接地保護開關最大的檢驗。

2.1 控制裝置（LTR-PS-YOQ5）的功能特點

為減小單一測量零序電流（無方向性）判斷故障所產生的誤動作。控制裝置（LTR-PS-YOQ5）能同時測量零序電流和零序電壓，只有在零序電流和零序電壓超過整定值，并且利用其相角特性判定故障點在負荷側時，開關才跳閘，隔離故障區間，故SOG開關動作值采用的是三條件的"與"關系。

2.2 控制裝置（LTR-PS-YOQ5）的設定

LTR-PS-YOQ5控制裝置的定值設定必須根據安裝使用的系統情況來設定，其設定包括動作電流（零序電流）、動作電壓（零序電壓）、動作時間（接地故障開關延時時跳閘時間）以及接地模式（經消弧線圈接地系統接地或不接地）。

LTR-PS-YOQ5控制裝置要發揮正常的保護動作，必須考慮到與變電站內設備設置的協調性，由于高明區所有的變電站現時10kV中性點均為經消弧線圈接地系統，因此，控制裝置的調整必須要與變電站消弧線圈接地系統合理匹配。在開關安裝前科學合理地對LTR-PS-YOQ5控制裝置定值進行調整，是確保開關能正常動作，發揮保護作用至關重要的一步。

3 應用實例

本文以高明10kV坑角線5021-0089D開關為例，介紹SOG功能接地保護開關LTR-PS-YOQ5控制裝置的調整原理。10kV坑角線由220kV高明站2#主變供電， 220kV高明站10kV中性點實際運行使用的是經消弧線圈接地系統。

3.1 經消弧線圈接地系統中SOG開關零序電流，零序電壓、相角的計算方式

※計算條件：不接地系統L=∞、沒有中性點接地電組時R=∞、完全接地時Rg=0。

※負荷側的接地電容非常小忽略不計。

3.2 實際使用經消弧線圈接地方式系統在發生接地故障時的回路分析

3.3 消弧線圈動作序列圖分析

（1）系統為不接地狀態，接地故障檢測值為零序電壓：30%（接地電阻：640Ω左右）；零序電流：8.6A；相角：超前90°。

（2）消弧線圈投入后，零序電流：1.4A；零序電壓：98%左右；相角：滯后90°左右。

（3）20秒后進行選線并接電阻投入。零序電流：7.4A左右；零序電壓：17%左右；相角：滯后1.9°左右。

（4）經過動作時間后LTR-PS-YOQ5裝置跳閘切斷故障線路，變電站的接地故障警報解除。

3.4 LTR-PS-YOQ5控制裝置的設定

如（圖3）所示，LTR-PS-YOQ5控制裝置應在狀態3.3.3的情況時各項指標符合動作標準，故障持續時間超過裝置動作時間后，裝置應跳閘。但還需考慮的是，在故障發生過程中接地點情況變化導致接地電阻值升高，由于零序電壓的整定值存在一定的公差（12.75～17.25%）， 有可能發生不動作。為了避免這種情況的發生，并與變電站內系統取得協調，最終決定以降低LTR-PS-YOQ5控制裝置的整定值來提高靈敏度。故LTR-PS-YOQ5控制裝置整定值為：

出廠設定：動作電流：0.6A動作電壓：15%動作時間：0.5s

調整為：動作電流：0.3A動作電壓：5%動作時間：2s

LTR-PS-YOQ5控制裝置的靈敏度設定得較高，有可能發生在變電站未檢測出接地故障前，LTR-PS-YOQ5控制裝置已動作，將故障線路隔離。這對于有效隔離配電線路故障的觀點上來看是有效的方法。

4 結語

經實踐驗證，該SOG功能接地保護開關LTR-PS-YOQ5控制裝置的設置能有效隔離線路單相接地故障，該范例成為有針對性地按不同變電站主變接地系統的數據核算SOG開關控制裝置的定值，實現與變電站系統數據的匹配，實現日本先進開關技術落地應用，推廣SOG饋線自動化開關的成熟案例，為配網安全運行，提高供電可靠性作出榜樣。endprint