小电流接地系统故障选线装置的原理及在化工二厂的应用

科 技 创 新
２２ 月 下 科技创新与应用 ０ 年１ （）ｌ １
小 电流接地系统故障选线装置 的原理 及在化工二厂 的应用
王 晶 刘 延 军
（ 、 庆石 化 公 司化 工 二 厂 ， １大 黑龙 江 大庆 １３ １ ２ 大庆 石 化 公 司腈 纶 厂 聚合 车 间 ， ６ ７４ 、 黑龙 江 大 庆 １３ １ ６７４
直接过失（ 施工不良） 引发的电缆接头故障时常发生。 施工人员在制作电
缆接头 过程 中 ， 有接 头压接 不 紧 、 不充 分等 原 网 ， 导致 电 如果 加热 都会 缆头绝缘降低， 从而引发事故。 ３ ． ６环境和 温度 。 尤其是我们东 北地 区， 季节温 差较大 ， 由于热胀 冷 缩 ， 容易在桥 架转弯 、 电缆 爬坡处受力 ， 而导致 电缆 出现裂纹 、 电 、 从 放 破 损 、 压等现象 。 挤 ３ ． ７电缆本体的正常老化或 自然灾害等其他原因。 ４接地 故障选线 的选 线方法及 应用现状 以前 的选线 装置都 是基 于电力系 统稳态分量 的选线 理论 ， ： 如 基波 群体 比幅比相法 、 波法 、 谐 零序有 功分量法 、 导纳法 、 序 电容电流 零序 零 补 偿法 、 最大 △Ｉ ｎ 去、 电流法 、 量法 、 式识别 和多层 前馈神经 （ｉ 负序 ｓ 能 模 网络 方法等 。由于消弧线 圈的补偿作用 ， 于稳 态信号 的选线 方法在理 基 论上 就无 法做 到 １０ 正 确 ， 由于 过渡 电阻 、 感器 精度 的影 响 以 ０％ 而且 互 及间歇性电弧带来的不确定性等因素 ，导致故障线路与非故障线路之 间的电气量特征差别变小， 难以识别， 在实际运行中很多选线装置的选 线准确率仅有 ２－０ 。由于缺少可靠 的接地选线手段， ０３ ％ 电网运行人员 不得不 继续沿用人 工拉路 的方 法选择故 障线 路。 针对已有的基于电力系统稳态分量选线理论存在的缺陷和不足 ， 近年来 ， 些新 的小 电流接地选线方 法开始逐步 得到应用和推 广。 一 （ 号注入法 ： １ 信 不再利用系统中的固有信号 ， 人为地向系统中注入 个特 殊信号 电流 。利用该 电流仅在故 障线路 故障相 中流 动的特点 ， 对 其进行 寻踪 ， 以实现 接地选线和接 地点定位 。 可 （ 流扰动法 ： ２ 溅 不再利用系统中的固有信号 ， 人为地使系统产生一 个扰动信号。 应用 自动跟踪消弧线圈技术， 人为地调整消弧线圈的补偿 度（ 或并联 中值 电阻 ）利用故 障线路在消弧线 圈调整（ ， 或并联 中值 电阻 ） 前后其零序电流的变化量最大，而非故障线路变化量很小的特点来实 现接地 选线 。 （暂态量 选线法 ： ３ ） 是基于暂态 分量 。 利用故 障信号暂态分量 所包含 的丰 富故 障信息 ， 来实现 接地选线 。 ５接地故 障选线装置在化 工二厂 Ｅ ７ ３ 丙烯睛变 电所 的应用 ２ １ 年 ， 司投 入大 量资 金 ， ０１ 公 为供 电系统 内 ６Ｖ变 电所增 设小 电 ｋ 流接地选线装置 ， 化工二厂 Ｅ ７ ３ 丙烯腈利用今年检修期间， 安装了由广 西星宇智能电气有限公司生产的Ｙ － ８ 型小电流接地选线装置。 ＨＢ１ １ 其 所应用 的选 线方法 为上节所讲 的 ３暂态 量选线法 。该选线 方法不受 系 ： 统运行 方式 和系 统参 数 的影 响 ， 受故 障条 件 的影 响 ， 较高 的 选 不 具有 线正确率。 ５ ． １安装 中遇到 的问题 由于我厂 Ｅ ７ ３ 丙烯腈变电所于 １８ 年开始投用 ， ９６ 所有设备均为原 装进 口的， 日本 富士 电气 公 司生产 的上 世纪 ７ 年代 的产 品 ， 年 限较 ０ 其 长， 加之其所遵循的设计标准较老， 导致小电流接地故障选线装置在数 据采集的过程中遇到问题 ， 主要表现在 ： （配电盘零序 ｃ 孑径过小， １ ） ＴＬ 无法再增加信号电缆； （配电盘零序 ｃ ２ ） Ｔ的容量与二次回路的阻抗不匹配 ， 无法达到精度 要求针对以上问题 ， 我们经过论证， 决定采取加装单独的零序 Ｃ Ｔ来解 决上述问题 ， 实际隋况证明， 其效果良好 ，
关键 词 ： 电流 接地 系统 ；接 地选 线 小 ；
１概述
我 国电力系统 中性点 的运行方式 有三种 ： 中性点不 接地 、 『点经 中Ｊ 生 消弧线 圈接地和 中性 点直接接地 。前两种 电网发生单相接地 故障时 ， 接 地故障处仅流过线路的电容电流 ， 其数值只是几安到二 、 三十安 ， 因此 这类系 统ｎ４， 电流接 地系统 。大庆石化 公司 的变配 电系统为小 电流 ｑ ｌ ￣ ， 接 地系统 。目 运行 的 ６ Ｖ变 电所 近 １０座。 中， 的两座 ６Ｖ变 前 ｋ ０ 其 我厂 ｋ 电所分别 为 Ａ ２ ３ 丁辛醇变 电所 和 Ａ ７ ３ 丙烯腈 变电所。 在小电流接地系统中， 单相接地故障是最常见的， 约占配电网故障 的 ８％以上 ； 生单相 接地 时 ， 障相 对地 电压 升至 线 电压水 平 ， ０ 当发 非故 如不能够及时地找出故障点，可能导致系统 内绝缘薄弱处发生对地击 穿 ， 其是 以电缆 为主的配 电网 。 尤 一旦发生单 相接地 且不 能及时地找 出 故障 ， 就会发展为相问或三相故障， 从而事故扩大。所以， 解决好 单相 接地故障问题 ， 及时找出接地故障线路以便迅速处理。 将故障的影响范 围控 制在最 小范 围内甚至是 无影 响 ， 保证 设备 、 对 人员安 全计装 置平稳 生产具 有重大 意义 。 ２单相接 地故障 的特 征 ２１电网各处故障相对地电压均为零，中性点对地电压值为相电 ． 压， 未故障相对地电压升高到线电压 ； 电网中会出现零序电压， 零序电 压大小 等于 电网正常工作 时的相 电压 。 ２ ． ２故障线路与非故障线路出现零序电流 ，故障线路零序电流 ３ Ｉ 大小等于所有非接地线路零序电流之和，非故障线路零序电流大小等 于本线 路对地 电容电流 。 ２ ３非故障线路的零序电流超前零序电压 ９ 故障线路的零序电 ； 流滞后零序电压 ９￣故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流方 ０， 向相反 ， 相差 １ｏ。 相位 ８。 ２ ． ４接地故障处的电流大小等于所有线路的接地电容电流的总和， 并超前零 序 电压 ９ ￣ 图 １ ０， 如 。
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蚀， 致使保 护层 失效 ， 降低 ， 会导致 电缆故障。 绝缘 也 ３ ． ４长期过负荷运行。 超负荷运行， 由于电流的热效应 ， 负载电流通 过 电缆 时必然导 致导体 发热 ，同时 电荷 的集肤效 应以及钢铠 的涡 流损 耗、 绝缘介质损耗也会产乍附加热量， 从而使电缆温度升高。长期超负 荷运行 时 ， 的温度会加 速绝缘 的老化 ， 过高 以至绝缘被 击穿 。尤其在 炎 热的夏季， 电缆的温升常常导致电缆绝缘薄弱处首先被击穿 ， 因此在夏 季， 电缆的故障也就特别多。 ３ ． ５电缆接头故障。电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节， 由人员
摘 要 ： 文主 要介 绍 了小 电流接 地 系统 的特 点 ， 本 实现 故 障选 线 的意 义及 单 相接 地 时 的故 障 特征 。 以电缆 为主 的 供 电 系统 中 电 对 缆 出现 故 障的 原 因进行 了分 析 ， 简要介 绍 了小 电流接 地 故 障 选线 装置 在 大庆 石 化公 司化 工二 厂 Ｅ ７丙烯 腈 变 电所的 应 用 。 并 ３