SOG接地保护开关LTR—PS—YOQ5控制装置在消弧线圈接地系统的调整原理及应用

陈发培

【摘 要】 在10kV中性点经消弧线圈接地系统中，判断并隔离单相接地故障，目前在国内，无论以零序电流、功率方向、高次谐波作为判据，均没有一个成熟的标准。本文根据实际经验，通过对SOG接地保护开关LTR-PS-YOQ5控制装置工作原理和功能特点进行深入的分析，科学合理地对LTR-PS-YOQ5控制装置定值进行调整，实现与变电站系统数据的匹配，确保开关正常保护动作，并经实践验证，实现日本先进开关技术落地转化应用，成为推行SOG馈线自动化开关的成熟案例，有效提高配网供电可靠性。

【关键词】 单相接地 接地保护 控制装置

近年，用电客户对供电可靠性的要求越来越高，如何降低线路故障率，提高供电可靠性，一直是电力部门致力解决的问题。随着配电自动化研究及应用的不断深入，为防止配网分支线及客户自用设备故障波及到配网主线，提高供电可靠性，可隔离单相接地故障的馈线自动化开关得到大范围的推广应用，其中户上电气有限公司的SOG功能接地保护开关（采用日本托伽米机技术）也在佛山市高明区得到积极的应用。

1 SOG功能接地保护开关的工作原理

开关由有短路储能跳闸功能的接地保护型（SOG保护开关），和具有方向性的控制装置（LTR-PS-YOQ5）配套使用。主要作用表现在两方面：一是接地保护开关为负荷开关，不能开断短路电流，当所在保护区间发生短路故障时，控制装置（LTR-PS-YOQ5）记忆这个短路电流，在变电站的断路器跳闸后自动跳闸将故障区间隔断，以保证断路器重合闸成功；二是要实现在配网分支线及客户厂区发生单相接地故障时，控制装置（LTR-PS-YOQ5）动作，在设定的时间内将开关跳闸。因此，科学、合理地对SOG功能接地保护开关的控制装置（LTR-PS-YOQ5）进行定值设定或调整就显得十分重要。

2 控制装置（LTR-PS-YOQ5）主要功能特点

在10kV中性点经消弧线圈接地系统中，判断并隔离单相接地故障，目前在国内，无论以零序电流、功率方向、高次谐波作为判据，均没有一个成熟的标准，各厂家采用的技术各异，能否及时在故障发生时动作，即是对接地保护开关最大的检验。

2.1 控制装置（LTR-PS-YOQ5）的功能特点

为减小单一测量零序电流（无方向性）判断故障所产生的误动作。控制装置（LTR-PS-YOQ5）能同时测量零序电流和零序电压，只有在零序电流和零序电压超过整定值，并且利用其相角特性判定故障点在负荷侧时，开关才跳闸，隔离故障区间，故SOG开关动作值采用的是三条件的"与"关系。

2.2 控制装置（LTR-PS-YOQ5）的设定

LTR-PS-YOQ5控制装置的定值设定必须根据安装使用的系统情况来设定，其设定包括动作电流（零序电流）、动作电压（零序电压）、动作时间（接地故障开关延时时跳闸时间）以及接地模式（经消弧线圈接地系统接地或不接地）。

LTR-PS-YOQ5控制装置要发挥正常的保护动作，必须考虑到与变电站内设备设置的协调性，由于高明区所有的变电站现时10kV中性点均为经消弧线圈接地系统，因此，控制装置的调整必须要与变电站消弧线圈接地系统合理匹配。在开关安装前科学合理地对LTR-PS-YOQ5控制装置定值进行调整，是确保开关能正常动作，发挥保护作用至关重要的一步。

3 应用实例

本文以高明10kV坑角线5021-0089D开关为例，介绍SOG功能接地保护开关LTR-PS-YOQ5控制装置的调整原理。10kV坑角线由220kV高明站2#主变供电， 220kV高明站10kV中性点实际运行使用的是经消弧线圈接地系统。

3.1 经消弧线圈接地系统中SOG开关零序电流，零序电压、相角的计算方式

※计算条件：不接地系统L=∞、没有中性点接地电组时R=∞、完全接地时Rg=0。

※负荷侧的接地电容非常小忽略不计。

3.2 实际使用经消弧线圈接地方式系统在发生接地故障时的回路分析

3.3 消弧线圈动作序列图分析

（1）系统为不接地状态，接地故障检测值为零序电压：30%（接地电阻：640Ω左右）；零序电流：8.6A；相角：超前90°。

（2）消弧线圈投入后，零序电流：1.4A；零序电压：98%左右；相角：滞后90°左右。

（3）20秒后进行选线并接电阻投入。零序电流：7.4A左右；零序电压：17%左右；相角：滞后1.9°左右。

（4）经过动作时间后LTR-PS-YOQ5装置跳闸切断故障线路，变电站的接地故障警报解除。

3.4 LTR-PS-YOQ5控制装置的设定

如（图3）所示，LTR-PS-YOQ5控制装置应在状态3.3.3的情况时各项指标符合动作标准，故障持续时间超过装置动作时间后，装置应跳闸。但还需考虑的是，在故障发生过程中接地点情况变化导致接地电阻值升高，由于零序电压的整定值存在一定的公差（12.75～17.25%）， 有可能发生不动作。为了避免这种情况的发生，并与变电站内系统取得协调，最终决定以降低LTR-PS-YOQ5控制装置的整定值来提高灵敏度。故LTR-PS-YOQ5控制装置整定值为：

出厂设定：动作电流：0.6A动作电压：15%动作时间：0.5s

调整为：动作电流：0.3A动作电压：5%动作时间：2s

LTR-PS-YOQ5控制装置的灵敏度设定得较高，有可能发生在变电站未检测出接地故障前，LTR-PS-YOQ5控制装置已动作，将故障线路隔离。这对于有效隔离配电线路故障的观点上来看是有效的方法。

4 结语

经实践验证，该SOG功能接地保护开关LTR-PS-YOQ5控制装置的设置能有效隔离线路单相接地故障，该范例成为有针对性地按不同变电站主变接地系统的数据核算SOG开关控制装置的定值，实现与变电站系统数据的匹配，实现日本先进开关技术落地应用，推广SOG馈线自动化开关的成熟案例，为配网安全运行，提高供电可靠性作出榜样。endprint

【摘 要】 在10kV中性点经消弧线圈接地系统中，判断并隔离单相接地故障，目前在国内，无论以零序电流、功率方向、高次谐波作为判据，均没有一个成熟的标准。本文根据实际经验，通过对SOG接地保护开关LTR-PS-YOQ5控制装置工作原理和功能特点进行深入的分析，科学合理地对LTR-PS-YOQ5控制装置定值进行调整，实现与变电站系统数据的匹配，确保开关正常保护动作，并经实践验证，实现日本先进开关技术落地转化应用，成为推行SOG馈线自动化开关的成熟案例，有效提高配网供电可靠性。

【关键词】 单相接地 接地保护 控制装置

近年，用电客户对供电可靠性的要求越来越高，如何降低线路故障率，提高供电可靠性，一直是电力部门致力解决的问题。随着配电自动化研究及应用的不断深入，为防止配网分支线及客户自用设备故障波及到配网主线，提高供电可靠性，可隔离单相接地故障的馈线自动化开关得到大范围的推广应用，其中户上电气有限公司的SOG功能接地保护开关（采用日本托伽米机技术）也在佛山市高明区得到积极的应用。

1 SOG功能接地保护开关的工作原理

开关由有短路储能跳闸功能的接地保护型（SOG保护开关），和具有方向性的控制装置（LTR-PS-YOQ5）配套使用。主要作用表现在两方面：一是接地保护开关为负荷开关，不能开断短路电流，当所在保护区间发生短路故障时，控制装置（LTR-PS-YOQ5）记忆这个短路电流，在变电站的断路器跳闸后自动跳闸将故障区间隔断，以保证断路器重合闸成功；二是要实现在配网分支线及客户厂区发生单相接地故障时，控制装置（LTR-PS-YOQ5）动作，在设定的时间内将开关跳闸。因此，科学、合理地对SOG功能接地保护开关的控制装置（LTR-PS-YOQ5）进行定值设定或调整就显得十分重要。

2 控制装置（LTR-PS-YOQ5）主要功能特点

在10kV中性点经消弧线圈接地系统中，判断并隔离单相接地故障，目前在国内，无论以零序电流、功率方向、高次谐波作为判据，均没有一个成熟的标准，各厂家采用的技术各异，能否及时在故障发生时动作，即是对接地保护开关最大的检验。

2.1 控制装置（LTR-PS-YOQ5）的功能特点

为减小单一测量零序电流（无方向性）判断故障所产生的误动作。控制装置（LTR-PS-YOQ5）能同时测量零序电流和零序电压，只有在零序电流和零序电压超过整定值，并且利用其相角特性判定故障点在负荷侧时，开关才跳闸，隔离故障区间，故SOG开关动作值采用的是三条件的"与"关系。

2.2 控制装置（LTR-PS-YOQ5）的设定

LTR-PS-YOQ5控制装置的定值设定必须根据安装使用的系统情况来设定，其设定包括动作电流（零序电流）、动作电压（零序电压）、动作时间（接地故障开关延时时跳闸时间）以及接地模式（经消弧线圈接地系统接地或不接地）。

LTR-PS-YOQ5控制装置要发挥正常的保护动作，必须考虑到与变电站内设备设置的协调性，由于高明区所有的变电站现时10kV中性点均为经消弧线圈接地系统，因此，控制装置的调整必须要与变电站消弧线圈接地系统合理匹配。在开关安装前科学合理地对LTR-PS-YOQ5控制装置定值进行调整，是确保开关能正常动作，发挥保护作用至关重要的一步。

3 应用实例

本文以高明10kV坑角线5021-0089D开关为例，介绍SOG功能接地保护开关LTR-PS-YOQ5控制装置的调整原理。10kV坑角线由220kV高明站2#主变供电， 220kV高明站10kV中性点实际运行使用的是经消弧线圈接地系统。

3.1 经消弧线圈接地系统中SOG开关零序电流，零序电压、相角的计算方式

※计算条件：不接地系统L=∞、没有中性点接地电组时R=∞、完全接地时Rg=0。

※负荷侧的接地电容非常小忽略不计。

3.2 实际使用经消弧线圈接地方式系统在发生接地故障时的回路分析

3.3 消弧线圈动作序列图分析

（1）系统为不接地状态，接地故障检测值为零序电压：30%（接地电阻：640Ω左右）；零序电流：8.6A；相角：超前90°。

（2）消弧线圈投入后，零序电流：1.4A；零序电压：98%左右；相角：滞后90°左右。

（3）20秒后进行选线并接电阻投入。零序电流：7.4A左右；零序电压：17%左右；相角：滞后1.9°左右。

（4）经过动作时间后LTR-PS-YOQ5装置跳闸切断故障线路，变电站的接地故障警报解除。

3.4 LTR-PS-YOQ5控制装置的设定

如（图3）所示，LTR-PS-YOQ5控制装置应在状态3.3.3的情况时各项指标符合动作标准，故障持续时间超过装置动作时间后，装置应跳闸。但还需考虑的是，在故障发生过程中接地点情况变化导致接地电阻值升高，由于零序电压的整定值存在一定的公差（12.75～17.25%）， 有可能发生不动作。为了避免这种情况的发生，并与变电站内系统取得协调，最终决定以降低LTR-PS-YOQ5控制装置的整定值来提高灵敏度。故LTR-PS-YOQ5控制装置整定值为：

出厂设定：动作电流：0.6A动作电压：15%动作时间：0.5s

调整为：动作电流：0.3A动作电压：5%动作时间：2s

LTR-PS-YOQ5控制装置的灵敏度设定得较高，有可能发生在变电站未检测出接地故障前，LTR-PS-YOQ5控制装置已动作，将故障线路隔离。这对于有效隔离配电线路故障的观点上来看是有效的方法。

4 结语

经实践验证，该SOG功能接地保护开关LTR-PS-YOQ5控制装置的设置能有效隔离线路单相接地故障，该范例成为有针对性地按不同变电站主变接地系统的数据核算SOG开关控制装置的定值，实现与变电站系统数据的匹配，实现日本先进开关技术落地应用，推广SOG馈线自动化开关的成熟案例，为配网安全运行，提高供电可靠性作出榜样。endprint

【摘 要】 在10kV中性点经消弧线圈接地系统中，判断并隔离单相接地故障，目前在国内，无论以零序电流、功率方向、高次谐波作为判据，均没有一个成熟的标准。本文根据实际经验，通过对SOG接地保护开关LTR-PS-YOQ5控制装置工作原理和功能特点进行深入的分析，科学合理地对LTR-PS-YOQ5控制装置定值进行调整，实现与变电站系统数据的匹配，确保开关正常保护动作，并经实践验证，实现日本先进开关技术落地转化应用，成为推行SOG馈线自动化开关的成熟案例，有效提高配网供电可靠性。

【关键词】 单相接地 接地保护 控制装置

近年，用电客户对供电可靠性的要求越来越高，如何降低线路故障率，提高供电可靠性，一直是电力部门致力解决的问题。随着配电自动化研究及应用的不断深入，为防止配网分支线及客户自用设备故障波及到配网主线，提高供电可靠性，可隔离单相接地故障的馈线自动化开关得到大范围的推广应用，其中户上电气有限公司的SOG功能接地保护开关（采用日本托伽米机技术）也在佛山市高明区得到积极的应用。

1 SOG功能接地保护开关的工作原理

开关由有短路储能跳闸功能的接地保护型（SOG保护开关），和具有方向性的控制装置（LTR-PS-YOQ5）配套使用。主要作用表现在两方面：一是接地保护开关为负荷开关，不能开断短路电流，当所在保护区间发生短路故障时，控制装置（LTR-PS-YOQ5）记忆这个短路电流，在变电站的断路器跳闸后自动跳闸将故障区间隔断，以保证断路器重合闸成功；二是要实现在配网分支线及客户厂区发生单相接地故障时，控制装置（LTR-PS-YOQ5）动作，在设定的时间内将开关跳闸。因此，科学、合理地对SOG功能接地保护开关的控制装置（LTR-PS-YOQ5）进行定值设定或调整就显得十分重要。

2 控制装置（LTR-PS-YOQ5）主要功能特点

在10kV中性点经消弧线圈接地系统中，判断并隔离单相接地故障，目前在国内，无论以零序电流、功率方向、高次谐波作为判据，均没有一个成熟的标准，各厂家采用的技术各异，能否及时在故障发生时动作，即是对接地保护开关最大的检验。

2.1 控制装置（LTR-PS-YOQ5）的功能特点

为减小单一测量零序电流（无方向性）判断故障所产生的误动作。控制装置（LTR-PS-YOQ5）能同时测量零序电流和零序电压，只有在零序电流和零序电压超过整定值，并且利用其相角特性判定故障点在负荷侧时，开关才跳闸，隔离故障区间，故SOG开关动作值采用的是三条件的"与"关系。

2.2 控制装置（LTR-PS-YOQ5）的设定

LTR-PS-YOQ5控制装置的定值设定必须根据安装使用的系统情况来设定，其设定包括动作电流（零序电流）、动作电压（零序电压）、动作时间（接地故障开关延时时跳闸时间）以及接地模式（经消弧线圈接地系统接地或不接地）。

LTR-PS-YOQ5控制装置要发挥正常的保护动作，必须考虑到与变电站内设备设置的协调性，由于高明区所有的变电站现时10kV中性点均为经消弧线圈接地系统，因此，控制装置的调整必须要与变电站消弧线圈接地系统合理匹配。在开关安装前科学合理地对LTR-PS-YOQ5控制装置定值进行调整，是确保开关能正常动作，发挥保护作用至关重要的一步。

3 应用实例

本文以高明10kV坑角线5021-0089D开关为例，介绍SOG功能接地保护开关LTR-PS-YOQ5控制装置的调整原理。10kV坑角线由220kV高明站2#主变供电， 220kV高明站10kV中性点实际运行使用的是经消弧线圈接地系统。

3.1 经消弧线圈接地系统中SOG开关零序电流，零序电压、相角的计算方式

※计算条件：不接地系统L=∞、没有中性点接地电组时R=∞、完全接地时Rg=0。

※负荷侧的接地电容非常小忽略不计。

3.2 实际使用经消弧线圈接地方式系统在发生接地故障时的回路分析

3.3 消弧线圈动作序列图分析

（1）系统为不接地状态，接地故障检测值为零序电压：30%（接地电阻：640Ω左右）；零序电流：8.6A；相角：超前90°。

（2）消弧线圈投入后，零序电流：1.4A；零序电压：98%左右；相角：滞后90°左右。

（3）20秒后进行选线并接电阻投入。零序电流：7.4A左右；零序电压：17%左右；相角：滞后1.9°左右。

（4）经过动作时间后LTR-PS-YOQ5装置跳闸切断故障线路，变电站的接地故障警报解除。

3.4 LTR-PS-YOQ5控制装置的设定

如（图3）所示，LTR-PS-YOQ5控制装置应在状态3.3.3的情况时各项指标符合动作标准，故障持续时间超过装置动作时间后，装置应跳闸。但还需考虑的是，在故障发生过程中接地点情况变化导致接地电阻值升高，由于零序电压的整定值存在一定的公差（12.75～17.25%）， 有可能发生不动作。为了避免这种情况的发生，并与变电站内系统取得协调，最终决定以降低LTR-PS-YOQ5控制装置的整定值来提高灵敏度。故LTR-PS-YOQ5控制装置整定值为：

出厂设定：动作电流：0.6A动作电压：15%动作时间：0.5s

调整为：动作电流：0.3A动作电压：5%动作时间：2s

LTR-PS-YOQ5控制装置的灵敏度设定得较高，有可能发生在变电站未检测出接地故障前，LTR-PS-YOQ5控制装置已动作，将故障线路隔离。这对于有效隔离配电线路故障的观点上来看是有效的方法。

4 结语

经实践验证，该SOG功能接地保护开关LTR-PS-YOQ5控制装置的设置能有效隔离线路单相接地故障，该范例成为有针对性地按不同变电站主变接地系统的数据核算SOG开关控制装置的定值，实现与变电站系统数据的匹配，实现日本先进开关技术落地应用，推广SOG馈线自动化开关的成熟案例，为配网安全运行，提高供电可靠性作出榜样。endprint