基于自动化后台的中性点不接地系统接地选线

汪晓

摘要：针对中性点不接地系统发生单相故障后難以准确选取故障回线的问题，提出一种基于自动化后台的选线方案。单相短路故障发生后的故障相各回馈线的电流变化主要来自线路分布电容电流变化，此电流为无功电流。其中故障回线无功电流为非故障回线与故障回线无功电流变化量之和，非故障回线无功电流变化量为该回线无功电流变化量。在此基础上提出基于无功电流变化量的中性点不接地系统小电流接地选线方案。单相短路故障发生后，比较故障相各回馈线无功电流变化量，变化量最大的馈线为故障馈线。对配电网中的架空线路和电缆线路单相短路故障进行了仿真研究，结果表明所提方法可靠性高，有较强带过渡电阻能力，且不受线路架设方式影响。

关键词：中性点不接地系统;自动化后台;不接地系统;选线

电力系统与一般系统不同，属于中性点非有效接地系统。该系统出现故障时，其故障电流相对较小，所以对整个电力系统不会产生较大的影响，仍可运行一段时间，所以故障出现后不会立即跳闸。在日常生活中使用小电流接地方式可在很大程度上提升供电可靠性，此外还能有效提升设备安全性，进而保证用电人员与供电以及维修人员的人身安全。若长时间带故障运行，特别是间歇性孤光接地故障，则会导致电压过大，进而增加事故发生率;此外故障电流还可烧坏电器，引起故障短路。基于自动化后台的中性点不接地系统接地选线是解决该类故障的主要选线方案，因此对其的研究具有十分重要的意义。

1概述

在实际用电时，中性点不接地系统会出现各种各样的故障，单相接地故障是较多故障中的一种，当出现该故障时，零序电压会出现变化。在正常情况下，零序电压采集值小于零序电压额定值，如果出现系统接地故障，那么前者值会大于后者值，此时为避免损坏线路，应尽快启用接地选线，在进行该操作后，将涉及的值进行对比，通过数据对比选择选线方式，然后在配电主站将选线结果上传。上传选线结果后，若系统给出同意指令，则可开始进行测试指令，此时系统进行跳闸选线。如果在进行跳闸选线后，接地故障立刻消失，则可认为本次选线正确;如果在跳闸选线后，接地故障依然存在，则选线错误，此时应启动线路保护的自动重合闸。如果在对3条接地线路依次进行上述操作后，依然不能确定接地线，那么该系选线失败，此时发出对应的信号，需要人为选线。

2 零序电流定值的设定

在实际进行选线时，需要用到计算机的数据库功能，利用其完成对零序电流的设定，一般而言零序电流的设定可通过以下3种形式完成：

（1）手工录入。在某些特殊时刻不能进行现场试验，此时应通过保护定值极端方式来进行零序电流的设定，同时配合上使用手工录入，以此将数据输入数据库中。

（2）通过现场试验来对试验数据进行记录。现场实验需要相关技术人员在变电站进行人工接地试验，在进行电路实验时，相关实验人员进行注意进行数据的采集，然后记录所采集到的数据，委托专业人员将数据传入到专用计算机，然后找到对应线路，将线路存入数据库内。

（3）来自实际的电网接地事故。变电站发生接地事故后，系统会自动采集该事故，并记录与其相关的数据，随后将其传入数据库。为确定电路的零序电流值，必须先找出接地线路。中性点不接地系统会出现多种故障，单相接地故障是众多故障中的一种，如果出现该故障，那么零序电流相位则会超前，即超前零序电压90度，而此时故障线路零序电流相位则会滞后，一般是滞后零序电压相位90度。

通过以上分析，我们可利用零序方向原件来确定接地故障线路。所以确定接地故障后，还可设定零序电流方向值，要求零序电流相位超前或滞后零序电压相位70。以上才发出接地报警信号。

3 自适应定值的应用

变电站在日常运行过程中，系统运行状态不可能一成不变，总会存在断路器状态的变化。在线路断路器状态变化的过程中，系统电容电流即会发生变化。由于电容电流，即零序电流会发生变化，设定单一的零序电流定值显得不全面。针对此情况，我公司在基于稳态零序电流的中性点不接地系统接地 选线中应用了自适应定值。

将断路器的状态量作为重要的计算因子，即当 断路器位置为断开时状态量设为 “0”，断路器位 置为合入时状态量设为“1”，状态量为“0”的电 路所存入的零序电流定值将不被计人选线的范围内。断路器的状态可以通过自动化后台进行在线监 测。基于断路器位置的零序电流定值即称为自适应定值。

3.1系统自适应定值的设定

系统的自适应定值会随着系统运行方式的变化而变化。系统自适应定值的设定方法，解决了发生接地时，因系统中断路器状态变化引起的零序电流严重变化对接地选线的影响。

系统自适应值设定方法如下：

设线路i的电容电流为L（i），断路器位置状态量为K（i），则由条电路组成的系统的自适应定值K为：

K =0.85（L（1）K（1）+（2）K（2）+L（3）K（3）+… + L（i）K（i）系统自适应定值设定后，是否需要重新设定，由线路出口断路器的位置变化决定。

3.2 单线路自适应定值的设定

系统中，线路联络断路器的动作也是比较频繁的。一般情况下，联络断路器动作状态无法由供电公司所辖的自动化系统进行实时监测，但是联络断路器的操作需要事先通知调度和变电站有关值班人员。我公司在现有的自动化后台中手动录入联络断路器的状态量，即可完成单线路自适应定值的设定。

设线路出口至第一台联络断路器的电容电流为L（0），第一台联络断路器与第二台联络断路器间的电容电流为L（1），并依此类推，第i台联络断路器的状态量为后（i），则该条线路的自适应定值为K =L（ 0）+（1）k（1）+（2）（2）+ L（3）k（3）+… +L（i）K（i）

单线路自适应定值设 定后，是否需要重新设定，由线路联络断路器的位置变化决定。

由上述分析可知，中性点不接地系统选线方法相对可靠，但其可靠性不够稳定，受多种因素的影响，对其影响较大为过渡电阻和运行方式，所以具有一定的局限性，为提升其稳定性，必须对其进行更加深入的研究。

4 结语

利用自动化后台，由自适应定值代替原来的单一零序电流定值，进行中性点不接地系统的接地选线，经过试验和实际运行，选线准确，且设计成本较低，适合推广。

参考文献：

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