新型小电流接地选线装置

蒲永红 顾立华

1上海工程技术大学工程实训中心 2长庆油田水电厂

新型小电流接地选线装置

蒲永红1 顾立华2

1上海工程技术大学工程实训中心 2长庆油田水电厂

油田电力线路跨度大、范围广、供电压力大，经常发生短路和接地等故障。小电流接地选线装置由主机和信号电流探测器组成。当发生单相接地时，用信号电流探测器对信号电流进行跟踪，就可以找到接地线路和接地点的确切位置。TY—06型装置接地时会通过PT向接地相注入3A的高频电流，因此安装时建议使用6 A的PT空开，若容量过小，当发生单相接地时会引起PT空开频繁跳闸。对10 kV系统电容电流进行测量，根据规程规定，电容电流超过10 A的站应配置消弧线圈自动调谐装置，防止弧光接地过电压造成的设备损坏。

配电网；接地故障；小电流接地选线装置；过电压

油田电力线路跨度大、范围广、沿途环境多样，供电压力大，电力线路经常发生短路和接地等故障。小电流接地系统发生单相接地故障时，非故障相电压升高；如果发生间隙性弧光接地时，会引起弧光过电压，系统绝缘将受到威胁[1-2]。

1 TY系列选线原理

小电流接地选线装置由主机和信号电流探测器组成。当发生单相接地时，用信号电流探测器对信号电流进行跟踪，就可以找到接地线路和接地点的确切位置。

TY—06微机小电流接地系统选线装置适合于10 kV（含6 kV、35 kV）配电网，当发生单相接地故障时，主机通过电压互感器PT（也称TV）二次侧向接地相注入一种特殊的信号电流，该电流耦合到PT的一次侧，将沿接地线路的接地相流动并经接地点入地，与大地形成电流回路。该电流经零序电流互感器二次侧接入主机，再经过滤波、放大和高精度A/D转换，最终判断出接地故障线路。它只反映注入信号电流而不反映工频零序电流及其他各次谐波，不受系统运行方式的影响且不需追加一次设备。该设备采用先进的数字信号处理技术，解决了微弱信号提取问题，使之能满足高阻接地的情况；同时，可通过手持定位探测器对信号电流进行寻踪，最终确定接地故障点。

2 应用现状与改进措施

2.1 设备外部接线

零序电流互感器的接线不符合规程要求，从而影响选线准确率。零序电流极性接线必须与装置要求一致，尤其要注意零序CT和三相CT混用的现场，对于有两段以上母线的系统，必须保证所有引入装置的CT极性一致。零序电流互感器的安装方式见图1。图1所示两种安装方式均是正确的，具体采用哪种方式，根据现场实际情况确定。

此外，TY系列的小电流选线装置所采集的PT电压必须在高压室PT柜处直接拉一根专用电缆接至主机，若从主控室及其他位置并接，注入信号会产生分流，影响选线准确率。

图1 零序电流互感器安装示意图

TY—06型装置接地时会通过PT向接地相注入3 A的高频电流，因此安装时建议使用6 A的PT空开，若容量过小，当发生单相接地时会引起PT空开频繁跳闸。

2.2 主机参数设置

设备主机参数设置不当，影响选线准确性。小电流接地选线装置若只需实现自动选线，则主机内参数设置中的发送模式选为“正常”，即选出故障线路后停止注入信号；若需手动选线及定位，则发送模式应选为“连续”，即一直向线路注入故障信号便于手动故障查找。每种设备设置完毕后重新启动主机，再次进入菜单查看，确认是否正确。

2.3 混合选线问题

在站所选线装置普查中发现，使用PT消弧消谐柜的站所，TY接地选线仪不能正常选线。PT消弧消谐柜工作原理是，PT装置通过消弧控制器将线路接地转化为直接接地，油田在多座站所同时安装有PT消弧消谐柜和TY小电流选线装置。若将消弧消谐柜与TY系列接地选线仪同时使用，当系统发生单相接地故障时，TY系列接地选线仪向系统注入的信号电流便从变电所母线接地处入地，导致接地线路中无信号电流，从而无法选出故障线路。

在调查中发现，某些站所人为在PT消弧消谐装置柜的消弧控制器回路加装控制开关，当线路接地后人为断开消弧控制器，使接地选线装置自动选线，判断出接地线路后合上消弧控制器电源，恢复消弧消谐装置工作。但这样做当系统发生单相接地故障时，人为断开消弧控制器会引发两个问题：一是PT柜内设备的消弧消谐功能无法得到很好的应用，在此期间可能出现弧光接地过电压及铁磁谐振过电压；二是人为断开消弧控制器时，电网零序等效网络发生变化，尤其是在电网发生接地时，每一次操作都会对电网造成冲击，容易产生操作过电压和谐振过电压。

针对以上问题，提出3点应对措施：①将消弧消谐柜内接触器及其控制电源解除，将其消弧消谐及接地选线功能退出，确保TY装置能准确选线和定位；②在PT一次中性点加装非线性电阻型消谐器，防止单相接地故障引发的铁磁谐振过电压；③对10 kV系统电容电流进行测量，根据规程规定，电容电流超过10 A的站所应配置消弧线圈自动调谐装置，防止弧光接地过电压造成的设备损坏。

2.4 设备使用维护

设备使用维护不当，也影响装置选线。部分站所对设备性能了解不全面，对日常维护时的常规试验方法没能掌握，未配备手持选线定位仪，部分站所TY选线仪内部板卡或手持仪已损坏。此外，部分小电流接地选线仪设备自检工作正常，但现场接地试验时，接地线路与非接地线路SDL—04手持仪显示的数值区别不明显。出现上述问题应及时维护或提交厂家改进。

3 结语

小电流接地选线装置自检查改进之后，选线及故障定位准确，未发生误报情况。故障选线及故障点判断速度大幅提高，减少了设备带病运行的风险，避免了故障扩大，降低了油田的经济损失，提高了电网供电可靠性；同时，接地选线仪与综合自动系统及调度监控中心实现了数据传输，顺应了油田数字化建设的生产形势和无人值班的管理模式。

[1]付保红，王晓东．油田电力系统中小电流单相接地故障的建模[J]．油气田地面工程，2011，30（6）：67-69.

[2]贾晨光，张玉庆．小电流接地系统单相接地选线与定位保护及应用[J]．油气田地面工程，2003，22（5）：50-53．

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.047