YH—B811小電流接地選線裝置應用

趙微

摘 要：系統在發生單相接地故障時，電流過大就會在接地點燃起電弧，容易造成絕緣損壞，形成兩點或多點接地短路故障。我車間新改造的小電流接地選線裝置能夠準確地檢測并隔離系統中發生單相接地的故障線路。

關鍵詞：YH-B811；小電流選線；暫態電流；供電可靠性

一、裝置概述

YH-B811小電流接地選線裝置是廣西星宇智能電氣有限公司與西安交通大學合作研制的新一代小電流接地選線產品。它適用于6kV～66kV中性點不接地或經電阻、消弧線圈接地的系統，可廣泛應用于變電站、發電廠、煤炭等大型廠礦企業的供電系統，能夠準確地檢測并隔離系統中發生單相接地故障的線路。選線正確動作率可達100%。

1、裝置特點

（1）獨創的新型選線理論

裝置采用基于零序電流暫態分量的特征頻帶選線原理，不受系統運行方式和各種故障條件的影響，具有近100%的選線準確率。在接地選線領域取得革命性突破。裝置采用突變量啟動元件，具有十分優異的啟動可靠性和靈敏性。不受消弧線圈補償的影響，適用于所有中性點非直接接地系統。適用于架空線、電纜線或架空電纜混合出線的系統。

2、使用說明

（1）操作密碼

操作密碼出廠默認值為 8888

（2）液晶菜單樹

液晶顯示器采用192×64 點陣式背光可控液晶顯示屏。

裝置上電或復位后將進行自檢，最后進入初始化界面，在初始化界面顯示裝置名稱、變電站名稱、時間和軟件版本。在初始化界面狀態下，除“R”鍵外，按任意鍵均可進入主菜單。

（3）定值及整定說明

[定值]顯示和修改定值。‘▲、‘▼、‘?、‘? 鍵移動光標，‘+和‘- 鍵修改數據，數字減到0 時若再按‘- 鍵即可變成小數點。

按‘ESC鍵退出不保存，‘Enter鍵確定保存，定值保存后裝置重新啟動。

說明：在菜單“定值->控制字”選項，按Enter 鍵可以進入控制字中，進行查看或設置：

按 ESC 鍵可以退出當前界面，裝置會提示是否需要保存設置。

（4）裝置插件介紹

裝置插件包括電源插件、DO 插件（出口插件）、CPU 插件、AC 插件（交流采樣插件等。

（5）電源插件

裝置的電源為交直流兩用電源，電壓為220V 或110V。

（6）CPU 插件

CPU 插件主要完成選線算法、人機處理，同時提供1 路485 通訊口，1 路以太網通信接口（亦可提供2 路以太網通信口）。

二、YH-B811小電流接地選線原理

1、小電流系統單相接地故障基本特征

當中性點不接地系統發生單相接地時，如果忽略負荷電流和電容電流在線路阻抗上的電壓降，全系統A相對地電壓均為零，A相對地電容電流也為零，同時B相和C相的對地電壓和電容電流也都升高3倍。這時的電容電流分布如圖2-1示。

非故障線路I始端所反應的零序電流為：

其有效值為： （2-1）

即非故障線路零序電流為其本身的電容電流，電容性無功功率的方向為母線流向線路。發電機端的零序電流為：

其有效值為： （2-2）

即發電機零序電流為其本身的電容電流，電容性無功功率的方向為母線流向線路，這個特點與非故障線路是一樣的。

對于故障線路J，B相和C相與非故障線路一樣，流過本身對地電容電流和，而不同之處是在接地點要流回全系統B相和C相對地電容電流之和，其值為：

其有效值為：

（2-3）

其中： ——全系統對地電容的總和。

此電流要從A相流回去，因此從A相流出的電流為=-。

因此，故障線路J始端所反應的零序電流為：

其有效值為： （2-4）

即故障線路零序電流，數值等于全系統非故障元件對地電容電流之總和（不包括故障線路本身），電容性無功功率方向為由線路流向母線，方向與非故障線路相反。

2、中性點不接地系統暫態電流分布特征

配電網中發生饋線單相接地故障，在故障瞬間，電網中各線路的故障相（A相）電壓突然降低，其電容迅速放電，而非故障相電壓突然升高，其電容迅速充電。在放電電流經過的回路中（通過母線流向故障點），電阻和電感都很小，因此放電電流振蕩頻率較高，可能達到幾千赫，衰減很快。充電電流要通過電源形成回路，電感和電阻相對較大，因此充電電流振蕩頻率較低，只有幾百赫，衰減較慢。

從圖中電流回路流向可知，故障線路J故障相（A相）的暫態電流故障分量由本線路B、C相的暫態電流分量和健全線路I各相暫態電流分量組成。

3、經消弧線圈接地系統暫態電流分布特征

經消弧線圈接地系統發生單相接地故障時，與不接地系統相同的是：在故障線路故障相中，暫態電流分量是由本線路非故障相的暫態電流分量和其他健全線路暫態電流分量組成。但由于消弧線圈補償的存在，在故障線路故障相有感性暫態電流分量流過，而所有非故障相則仍然僅流過自身容性暫態電流分量。

4、暫態零序電流相頻特性分析

單線路零序阻抗的相頻特性是在正負90°上交變的周期方波函數，隨著頻率升高線路零序阻抗的容性、感性頻帶交替出現，且出現的第一個頻帶為容性。即任何線路都有一個最低的容性頻帶，在這個頻帶里，各健全線路的零序電流都為容性。而影響暫態零序電流相位的主要因素為線路的零序阻抗角，即隨著頻率升高，暫態零序電流相位在正負90°交變出現，且在最低的頻帶為容性電流。

三、總結

系統在發生單相接地故障時，在接地點要流過全系統的對地電容電流，電流過大就會在接地點燃起電弧，引起弧光過電壓，從而使非故障相的電壓進一步升高，容易造成絕緣損壞，形成兩點或多點接地短路故障。我車間配電所系統接地方式為經消弧線圈接地，采用過補償的方式，在發生接地時通過消弧線圈給故障相提供電感電流，在故障線路故障相中，暫態電流分量是由本線路非故障相的暫態電流分量和其他正常線路暫態電流分量組成，由于消弧線圈補償的存在，在故障線路故障相有感性暫態電流分量流過，所有非故障相則仍僅流過自身的電容電流。根據零序電流暫態分析，查找出發生單相接地故障回路是本裝置達到可靠選線的基本條件。

參考文獻

[1]YH-B811小電流接地選線裝置：技術使用說明書.

[2]王堅，盧繼平，薛毅.新型小電流接地故障選線裝置的設計.2004.1.

（作者單位：大慶煉化公司機電儀廠機電運行車間）