1.引言

在我國35kV及10kV電力系統中，變壓器的中性點(diǎn)多采用非直接接地方式（為小接地電流系統），當線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障電流的數值往往較負荷電流小的多，故障相電壓降為零，非故障相電壓升高為相電壓的倍，但三相之間的線(xiàn)電壓仍然保持對稱(chēng)，對供電負荷沒(méi)有影響，因此規程允許繼續運行1～2h。但實(shí)際運行中可能由于過(guò)電壓引發(fā)電力電纜爆炸、TV保險熔斷甚至燒壞、母線(xiàn)短路等事故，因此，迅速確定系統接地點(diǎn)消除單相接地故障對系統的安全運行有著(zhù)十分重要的意義。傳統的尋找接地故障線(xiàn)路的方法是：依次逐條斷開(kāi)每回出線(xiàn)的斷路器，故障線(xiàn)路被斷開(kāi)后，接地相電壓恢復且接地信號消失，否則繼續尋找。雖然這種尋找方法大多可通過(guò)重合閘來(lái)進(jìn)行補救，但隨著(zhù)工業(yè)的飛速發(fā)展，對一些供電要求很高的用電客戶(hù)來(lái)說(shuō)，這種方法的弊病是顯而易見(jiàn)的，尤其是對那些負荷較重的35kV線(xiàn)路，這種方法已不滿(mǎn)足安全穩定供電的要求。小電流接地選線(xiàn)裝置自八十年代問(wèn)世以來(lái)，迅速得以普及，經(jīng)歷了幾次更新?lián)Q代，其選線(xiàn)的準確性雖在不斷提高，但選線(xiàn)效果卻不是很理想，據有關(guān)資料統計目前在線(xiàn)運行的各種型號的選線(xiàn)裝置平均選線(xiàn)正確率僅為20％～30％油浸式試驗變壓器，存在誤判率較高的通病，因此許多裝置安裝后形同擺設，根本無(wú)法使用，造成了浪費。微機綜合自動(dòng)化系統較基于單片機原理的傳統選線(xiàn)裝置有著(zhù)不可比擬的硬件優(yōu)勢和對復雜軟件程序的處理能力。如何利用現有的微機綜合自動(dòng)化系統資源來(lái)進(jìn)行準確的選線(xiàn)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

2.小接地電流系統單相接地時(shí)零序電壓及零序電流分析

單相接地故障時(shí)，故障點(diǎn)的零序電壓為U(·)d0=(U(·)ad+U(·)bd+U(·)cd)/3=-U(·)a，*序電流為全系統的容性電流。

其向量圖如圖1所示：由于架空充氣式試驗變壓器線(xiàn)路對地有相同的等值電容，根據向量圖，零序電壓及零序電流的特點(diǎn)歸納起來(lái)有以下四點(diǎn)：

①發(fā)生單相接地故障時(shí)（例如A相），故障相的對地電容C0被短接；

②非故障線(xiàn)路3I(·)01的大小等于本線(xiàn)路的接地電容電流，其電容性無(wú)功功率的方向為由母線(xiàn)流向線(xiàn)路；

③故障線(xiàn)路3I(·)02的大小等于所有非故障線(xiàn)路的3I(·)01之和，也就是所有非故障線(xiàn)路的接地電容電流之和；其電容性無(wú)功功率的方向為由線(xiàn)路流向母線(xiàn)；

④若零序電流互感器的極性是以變電所母線(xiàn)流向線(xiàn)路為正方向，那么非故障線(xiàn)路的零序電流超前零序電壓90°，故障線(xiàn)路的零序電流滯后零序電壓90°，故障線(xiàn)路的零序電流與非故障線(xiàn)路的零序電流在相位上相差180°；

3.綜合自動(dòng)化變電站小電流接地選線(xiàn)的具體實(shí)現及判據

青州電網(wǎng)目前廣泛采用了基于WINDOWSNT(WORKSTATION4.0)操作系統的微機綜合自動(dòng)化系統，其小接地電流選線(xiàn)功能的實(shí)現硬件上配置簡(jiǎn)單、靈活，選線(xiàn)的軟件程序也不復雜。當某段母線(xiàn)電壓互感器的開(kāi)口三角電壓（零序電壓）越*（一般設置為10～20V），由公用采集裝置檢測出，并向選線(xiàn)功能主站發(fā)出信號，功能主站收到報警信號后向該段母線(xiàn)上的所有出線(xiàn)保護裝置召喚零序電壓及零序電流的向量，根據采集到的向量計算出接地時(shí)電容性無(wú)功功率的方向，同時(shí)根據各線(xiàn)路零序電流的大小，判出接地的故障線(xiàn)路。選線(xiàn)零序方向元件的大靈敏角為90度。一般說(shuō)來(lái)，從以下幾點(diǎn)可以對接地線(xiàn)路進(jìn)行初步的判別：①如果以變電所母線(xiàn)流向線(xiàn)路出口的方向為正方向，接地時(shí)電容性無(wú)功功率為：Q=Im(U(·)×I(*))=Uy×Ix-Ux×Iy＞0

②接地線(xiàn)路的3I(·)0幅值大；

③如無(wú)正向線(xiàn)路接地的特殊情況下，則判母線(xiàn)接地；

4.零序電流、零序電壓的獲取及試驗方法

對于電流互感器采用三相*星型的接線(xiàn)方式，可以用三相電流的矢量和作為零序電流，其優(yōu)點(diǎn)是接線(xiàn)簡(jiǎn)單，不易混淆零序電流的同名端。當電流互感器為兩相不*星型的接線(xiàn)方式，且大電流發(fā)生器出線(xiàn)端口為高壓電纜時(shí)，可加裝單獨的零序電流互感器，高壓開(kāi)關(guān)動(dòng)特性測試儀，其優(yōu)點(diǎn)是不平衡電流較小，故障情況時(shí)，反應更為靈敏。一般情況下，為在故障情況下獲取較大的故障二次電流特征量數值，零序電流互感器的變比應選擇的盡可能的小，精度盡可能的高，加裝的選線(xiàn)型零序電流互感器（據統計，一般的200/5零序電流互感器，當一次電流小于且二次側帶規定負荷時(shí)，其比差達20～40％，角誤差達30～50度）。應特別注意零序電流的方向均應以母線(xiàn)流向線(xiàn)路為正，零序電流慮過(guò)器或零序電流互感器的同名端接保護裝置的同名端。

大部分微機線(xiàn)路保護裝置零序電壓的選取，都由保護裝置本身計算故障時(shí)的三相電壓直接得出，也有的保護裝置需外加零序電壓，外加零序電壓時(shí)應注意零序電壓的方向，電壓互感器的開(kāi)口三角采用正極性接法但是以反接線(xiàn)接入保護裝置，也就是電壓互感器的開(kāi)口三角同名端(星號端)接出N并接地，再接微機保護裝置的同名端3U0*。非同名端(不帶星號端)接出L，同時(shí)接微機保護裝置的非同名端3U0，如圖2所示。

根據以上對零序電壓和零序電流特點(diǎn)的分析及現場(chǎng)實(shí)際的接線(xiàn)，試驗時(shí)需模擬故障線(xiàn)路的實(shí)際零序電流和零序電壓的相位，如:利用廣東昂立公司的6108G微機綜合試驗儀試驗時(shí)，先加三相均衡正相序電壓，再將U(·)a降為零，同時(shí)設置3I(·)0超前U(·)a90度（因為實(shí)際U(·)0與U(·)a的相位差180度），對選線(xiàn)裝置進(jìn)行試驗。設備送電后，對10kV系統可選定某條出線(xiàn)進(jìn)行實(shí)際接地試驗，以此判定接線(xiàn)是否正確及選線(xiàn)裝置的動(dòng)作特性，但對35kV系統因接地電流較大，電壓等級較高，危險性較大，可不予實(shí)際接地試驗。