电力论文：6-35KV供电系统中性点经消弧线圈接地方式

　　6-35KV供电系统中性点经消弧线圈接地方式
　　高压接地补偿及选线网络系统的探讨
　　孟兰婷
　　中冶京唐机电五分公司河北唐山064000
　　引言：
　　随着企业规模的不断扩大，企业的供电网络越来越复杂，电缆长度不断增加，这使得系统的电容电流越来越大，加之电缆的老化，供电系统的单相接地故障时有发生，并且接地故障如不能及时排除，极易发生相间短路故障，严重影响了生产及供电的正常运转。长期以来如何准确地选择出接地线路，一直困扰着变电站维护人员。
　　追溯高压接地选线装置的历史，从最早采用凭经验拉路、采用零序继电器到采用电子装置及计算机技术，高压接地选线装置在技术上有了很大的发展。但随着企业的发展，系统电容电流不断增大，为了降低发生接地故障时接地点电流，防止接地点产生谐振过电压，各企业纷纷装设了“消弧线圈接地补偿装置”。“消弧线圈接地补偿装置”补偿后各电缆出线的零序电流变化，已不符合传统的接地选线要求，因此，在装设有“消弧线圈接地补偿装置”的供电系统中，接地选线装置的选线准确率极低，有些用户甚至对我国目前的接地选线装置失去了信心，采购的接地选线装置成了摆设。
　　针对高压电网经消弧线圈接地系统的单相接地选线难题，“高压接地补偿及选线网络系统”。该系统采用消弧补偿与选线相结合，可实现总变（110KVA变电站或35KV变电站）及各分变的准确选线，经在用户现场应用，准确率在95%以上。
　　1.传统接地选线装置分析
　　传统的接地选线装置存在以下两个方面问题：
　　（1）总变电站的选线
　　总变电站装有消弧线圈接地补偿装置，这种接地方式采用传统的选线理论准确率相当低。其选线基本理论是发生接地故障时，采用判断并比较各电缆出线零序电流基波（经消弧线圈接地的系统判断五次谐波）的幅值及相位，称作“群幅比相法”，即发生接地故障时，接地线路电缆的零序电流最大，且其相位与非接地故障线路相反。
　　在供电系统中，五次谐波的比例很小，同时工业现场的干扰信号复杂，所以发生接地故障时选线装置采集的五次谐波信号很维分清是五次谐波信号还是干扰信号，因此其选线的准确率低。
　　（2）各分变电所的选线
　　各分变电所设有独立的接地选线装置，其选线理论与总变的相同，除具有总变选线装置的缺陷外还存在以下问题：
　　各分变电所的进线是总变电站某段母线的一条出线，各分变电所安装的是独立的选线装置，选线启动信号是PT的开三角电压信号（一般开三角电压设定大于30伏时即判定出现高压接地故障）。当总变电站中某一条线路发生单相接地故障时，各馈出的所有分变电所的PT开三角电压均升高，从而启动其选线装置选线，而此时该接地线路不一定是其变电所内的线路，所以，各变电所的选线结果肯定是错误的，其选线的误判率很高。
　　2.“高压电网接地补偿及选线网络系统”，构成及原理
　　“高压电网接地补偿及选线网络系统”，提出了“分级选线”的概念，即把同一母线上的所有线路视为一个选线的整体，并分成两级：母线上直接馈出线路属于一级（总变），其选线方式为由消弧线圈控制器配合调档直接选出(采用调节残流法)；各变电所（分变）进线为变电站某段母线的一条出线，变电所内的馈出线路为二级，其选线方式采用与消弧线圈控制器通讯的方式。下面重点介绍一下这两级选线方案。
　　（1）变电站的选线方案（一级选线）
　　目前经消弧线圈接地的系统，接地选线准确率高的方法是采用与消弧控制器配合，通过调节残流变化来采集接地故障线路零序电流变化为依据的选线理论。其具体理论如下：
　　当发生接地故障时，消弧线圈控制器采集每条出线的零序电流并存储；控制消弧线圈调档使补偿残流发生变化（通常是增大），然后再采集每条出线的零序电流并存储，比较两次采集零序电流的变化量，变化量最大的线路即为接地线路。
　　（2）各变电所选线方案（二级选线）
　　各变电所的接地选线被分为第二级，二级选线装置采用单片机设计，负责采集变电所内各馈出线的零序电流，并进行计算比较。但其数据的采集是受一级选线控制器控制的，具体工作原理如下图所示：
　　分级选线原理图
　　 当发生接地故障时，一级选线控制器工作，采集各馈出线零序电流，同时通过485通讯接口发送信号给每个二级选线装置，令其采集其变电所内各馈出线零序电流；然后一级选线控制器调节消弧线圈使残流发生变化，再一次采集各馈出线零序电流，同时再一次通过485通讯接口发送信号给每个二级选线装置，令其第二次采集其变电所内各馈出线零序电流。
　　 二级选线装置将两次数据进行比较，计算出每个馈出线零序电流的变化量，选出变化量最大的线路，准备与一级选线装置通讯。
　　 一级选线控制器同时将其采集的两次数据进行比较，计算出每个馈出线零序电流的变化量，选出变化量最大的线路。所选出的线路如不是各二级选线装置所在的变电所，则选线系统直接确定该线路即是接地线路，显示接地线路号，并报警；如果所选出的线路为某一个二级选线所在的变电所，则一级选线装置向该二级选线装置发出命令，使其将选出的线路发送给一级选线装置，并报警显示接地线路号；同时一级选线装置接到二级选线发送回来的接地线路信号后，显示接地信号并报警。而其他没有接收到一级选线装置命令的二级选线装置则不报警，也无接地信息显示。
　　结束语：综上所述，这种选线理论有效的把每个变电所内的接地故障及变电站内的接地故障区别开，防止下面变电所出现误报警的现象，可极大地提高接地故障的处理效率。发生接地故障后，选线准确，大大缩短了接地故障处理时间，减轻了维修人员的劳动强度。同时使电缆发生相间短路的故障率大大降低，提高了供电系统的运转率，从而提高了生产效率，也间接地为企业创造了经济效益。