[行业技术文章]10kV线路接地的选线

广东惠州供电分公司段智兵

我国配电网中性点的运行方式，今朝普遍采用不接地方式，这类运行方式的缺陷是：当10kV配网系统发生线路单相接地时，形成小电流接地，使配网的未接地线路的对地电压升高，如图1，图中假设接地相为A相，此时未接地的10kV母线B相、C相的对地电压，远远高于10kV母线相电压的额定值。由于非故障相电压升高，使整个配电系统承受长时间的工频过电压，对配电系统的装备及人身平安是极晦气的。为了快速切除非瞬时性单相接地故障线路，提高配电系统的靠得住性，保证配电系统装备及人身平安，变电站综合自动化系统中，配备有10kV线路接地选线系统，用于判别及切除非瞬时性单相接地故障线路。

1接地选线原理

当10kV配网系统发生单相接地故障时，故障相中负序及零电压标的目的与正序电压标的目的相反，正序、负序及电流标的目的不异，且零序电流标的目的滞后零序电压约90°。故障相中零序功率由线路流向电源侧，非故障相中零序功率由电源侧流向线路。所以，中性点不接地配网系统中，发生单相接地故障时，系统中的电压电流有以下特定关系：

·在非故障线路中3I0的年夜小，等于本线路的接地电容电流。

·故障线路中3I0的年夜小，等于所有非故障线路I0（接地电容电流）之和，接地故障处的电流年夜小，等于所有线路的电容电流的总和。

·非故障线路的零序电流以超前零序电压90°。

·故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相差180°。

凭据以上对中性点不接地10kV配网系统发生单相接地故障特点的分析，可知判定接地线路的一般数学依据是：

·接地线路的零序功率由线路流向母线。

·接地线路的I0幅值年夜，且滞后3U0，相角约90°。

·如无接地线路，判定为母线接地。

210kV线路接地选线的两种实现方式

现有的变电站综合自动化系统中，10kV线路接地选线功能主要有两种实现方式：一是基于综合自动化系统的散布式接地选线系统，二是基于智能化自动调谐式消弧系统的用接地选线系统。

2.1综合自动化系统的散布式接地选线系统

综合自动化系统的散布式接地选线系统的结构见图2。接地选线系统的一般工作原理是：涣散收集，集中判别。即10kV线路3U0、3I0的收集丈工作，由10kV线路庇护测控装配完成，并上送接地选线系统，接地选线系统软件，凭据各10kV线路庇护测控装配的丈数据，进行集中判别，终判定接地线路，并凭据系统定值切断接地线路，实现小电流接地故障切除。

在这一系统中接地选线的具体实现进程以下：10kV母线TV启齿三角电压及10kV线路零序电流，划分接进10kV线路庇护测控装配，由10kV线路庇护测控装配实时收集丈线路的3U0、3I0，并计较出稳态的3U0、3I0向，当母线TV的启齿三角电压越限时，由10kV线路庇护测控装配捡出，并经由过程站内通讯网向接地选线系统发出"零序过压告警"旌旗灯号，接地选线系统收到"零序过压告警"旌旗灯号后，启动接地选线功能，系统经由过程综合自动化系统的通讯网络，收集统一母线上各线路零序电压和零序电流相关值，凭据向计较短路功率标的目的，同时比力电流年夜小，从而判别接地的故障线路。这时代，接地选线软件屡次收集数据，直到肯定接地线路。接地选线软件在肯定接地线路后，经由过程通讯网向接地线路所在的庇护装配发送选线旌旗灯号，接地线路所在的庇护装配，在收到接地选线软件的选线信息后判定线路接地，并经由过程通讯网络向当地监控系统发"线路接地告警"旌旗灯号，从而实现线路接地功能。

当站内通讯网泛起故障时，发生接地告警的庇护装配，假设在预定的时间内，收不到接地选线软件的任何询问信息，则庇护装配凭据零序功率标的目的自行判别并报线路接地告警。

对于一些中性点不接地10kV配电系统，假设10kV电缆出线较多，当单条线路发生单相接地故障时，其余非故障线电容较年夜，此时故障线路接地零序电流较年夜，10kV线路庇护测控装配就可采用零序电流直接跳闸的方式切除故障线路。

2.2智能化自动调谐式消弧系统的用接地选线系统

智能化自动调谐式消弧系统的用接地选线系统，见图3。其主要由10kV接地变、消弧线圈控制单元线路接地检测装配。接地变中性点电压、电流和10kV线路的零序电流均接进线路接地检测装配，线路接地故障检测装配，实时收集系统中性点电压、电流的幅值和相位，并丈配电网的电容电流，自动识别系统中性接地故障和瞬时性接地故障。当配电系统发生瞬时性单相接地故障时，线路接地故障检测装配，检测接地容性电流，并经由过程消弧线圈控制单元，快速输出响应感性抵偿电流，抵偿接地容性电流，使配网接地故障自动恢复。对非瞬时性单相接地故障，在消弧线圈抵偿接地容性电流的同时，线路接地故障检测装配，采用零序电压和零序电流突变和零序功率标的目的等综合判据，快速准确判定接地线路，并切除故障线路。在消弧线圈退出和无消弧线圈的情况下，线路接地故障检测装配，采用零序电流相对值和功率标的目的综合判据，也可自力运行并快速准确地选出接地线路。

基于智能化自动调谐式消弧系统的用接地选线系统，采用快速动作的消弧线圈作为接地装备，以多CPU技术进行系统并行控制。线路接地故障检测装配与配电网快速消弧系统配合工作，自动跟踪配电网的变化，所以系统可以使抵偿与接地选线同时进行，从而实现对配电网单相接地故障进行全进程智能化处置。

固然，线路接地域故障检测装配也能够零丁设计，自力于消弧线圈运行。这时候线路接地故障检测装配安装，接进的不再是消弧线圈中性点的U0、3I0，而是10kV母线TV的启齿三角电压3U0。

3结论

综上所述，以上两种系统相比各有其错误谬误。综合自动化系统的散布式接地选线系统造价低，但要与综合自动化系统装备（通讯处置器、10kV线路测控庇护装配等）配合，才能完成接地选线功能，且判定接地线路的时间较长，不能处置瞬时性接地故障。与之相比，智能化自动调谐式消弧系统的用接地选线系统有较着的势，一是采用快速动作的消弧线圈作为接地装备，消弧线圈可快速输出感性抵偿电流，实现对接地容性电流的快速抵偿，从而使配电系统在发生瞬时性单相接地故障时，自动恢复正常。对非瞬时性单相接地故障，在消弧线圈实现抵偿的同时，快速准确判定接地线路并切除故障线路。虽然，智能化自动调谐式消弧系统造价高，但它集接地检测和抵偿于一体，极年夜地提高了配电网的平安运行及供电靠得住性，所以在变电站综合自动化系统中日益获得普遍运用。