基于电网仿真分析数据平台的小电流接地选线装置测试

时文东，生西奎，朱大铭，王继星

(1.国网延边供电公司，吉林 延吉 133000;2.国网吉林省电力有限公司，长春 130021)

小电流接地系统发生单相接地故障时，线电压依然保持对称，不影响设备正常用电，供电可靠性高［1］，但系统中非故障相电压升至线电压，对系统绝缘造成威胁［2］，必须尽快找出故障线路并予以切除。国网延边供电公司10 kV配电网采用小电流接地系统，其中，单相接地故障占所有故障的80%左右，虽然接地选线装置已投入现场使用，但部分装置选线准确率低，给运行维护人员查找故障点增加困难，故障排除时间延长，因此，建立科学有效的接地选线装置测试方法，提高装置入网门槛，是提升接地选线装置整体运行水平的主要途径。文献［3］提出现场接地选线试验的方法，虽然能在现场真实的故障条件下测试接地选线装置，但容易对人身、电网、设备安全造成威胁，且受各种因素影响，实施起来比较困难。文献［4］提出利用实时数字仿真(RTDS)系统测试小电流接地选线装置，该方法不能真实模拟现场实际故障情况，其对接地选线装置的测试结果有待考证。近年来，国网延边供电公司利用电网仿真分析数据平台模拟现场各种故障情况，对接地选线装置进行了测试，该测试操作方便，安全实用。

1 电网仿真分析数据平台原理及功能

电网仿真分析数据平台(以下简称平台)利用0.4 kV配电线路模拟10 kV配电线路，由6条出线和7个参数单元构成(见图1)。线路的阻抗、导纳等用集中参数表示;参数单元中IR表示线路单相所带电阻负荷，IC表示线路单相对地电容电流。平台可以模拟10 kV中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经高阻接地系统和中性点经小电阻接地系统。图1中接入点1～8可模拟10 kV配电线路在不同位置发生三相短路故障、两相短路故障、两相接地短路故障、单相接地故障，单相接地故障包括:金属性接地、高阻接地、弧光接地。

2 基于电网仿真分析数据平台的接地选线测试

对现场拆回的2台接地选线装置进行测试，测试示意图见图2，所有装置零序启动电压设定为30 V，2台装置同时测试。

2.1 中性点不接地系统接地选线测试

系统采用中性点不接地方式，将线路1至线路6负荷全部投入，模拟线路6的C相发生金属性接地故障，单相接地故障时间持续10 s。平台电压和电流测试数据见表1。

根据现场故障录波波形及表1可以看出，中性点不接地系统线路6的C相发生金属性接地故障后，系统A相电压和B相电压升高至线电压，C相电压为0。各线路暂态零序电流幅值较大，其中，故障线路6暂态零序电流幅值最大，且相位与其他非故障线路相反;与暂态零序电流相比，各线路稳态零序电流幅值较小，其中，故障线路6稳态零序电流幅值最大，其相位与其他非故障线路相反。

表1 中性点不接地系统线路6的C相发生金属性接地故障测试数据

图1 电网仿真分析数据平台系统

图2 现场接地选线测试

在上述试验条件下，利用平台模拟各类单相接地故障对装置进行测试，装置选线测试结果见表2。试验进行了8次，装置A正确选线6次，选线准确率为75.0%，装置B正确选线3次，选线准确率为37.5%。

表2 系统中性点不接地装置选线平台测试结果

2.2 中性点经消弧线圈接地系统接地选线测试

系统采用中性点经消弧线圈接地方式，消弧线圈补偿度设为10%，线路1至线路6负荷全部投入，模拟线路6的C相发生金属性接地故障，单相接地故障持续10 s。平台电压和电流测试数据见表3。

表3 中性点经消弧线圈接地系统线路6的C相发生金属性接地故障测试数据

根据现场故障录波波形及表3可以看出，中性点经消弧线圈接地系统(过补偿10%)线路6的C相发生金属性接地故障后，系统A相电压和B相电压升高，C相电压基本为0，系统出现零序电压;各线路暂态零序电流幅值较大，其中，故障线路6暂态零序电流幅值最大，且相位与其他非故障线路相反;与暂态零序电流相比，各线路稳态零序电流幅值较小，故障线路6稳态零序电流幅值为补偿后的零序电流幅值，其相位与其他非故障线路相同。

在上述试验条件下，利用平台模拟各类单相接地故障对装置进行测试，装置选线测试结果见表4。试验进行了8次，装置A正确选线7次，选线准确率为87.5%，装置 B正确选线0次，选线准确率为0%。

表4 系统中性点经消弧线圈接地装置选线平台测试结果

2.3 接地选线测试结果分析

在一次线路接地试验中，仅当选出接地线路且未出现误选非接地线路和母线时，表示装置选线正确。表2和表4分别为在中性点不接地和中性点经消弧线圈接地情况下装置选线测试结果。表5为选线装置现场测试结果(未统计瞬时性接地故障)。

表5 选线装置现场测试结果

通过表2、表4、表5可以看出:电网仿真分析数据平台对装置选线测试结果与现场实际运行结果一致，说明电网仿真分析数据平台可以有效检测接地选线装置选线准确率。

3 结语

本文提出利用电网仿真分析数据平台对接地选线装置进行测试的方法，通过将平台测试结果与装置现场运行结果进行对比，测试与现场实际运行结果基本一致，该方法可以准确检测接地选线装置选线性能的优劣，为设备选型提供科学依据。