接地选线装置在矿区电网应用的若干问题

李国全

（唐山开滦热电有限责任公司，河北 唐山 063103）

接地选线装置在矿区电网应用的若干问题

李国全

（唐山开滦热电有限责任公司，河北 唐山 063103）

分析了选线装置在开滦矿区电网应用的可行性及容易发生的问题，提出了针对性的措施，在减少投资的基础上，提高了电网安全运行水平。

选线装置；零序电流；接线原则

开滦矿区35 kV电网对地电容电流有效值近90A，网内高压线路出现接地故障后，接地电弧不会自行熄灭，并会出现间歇性电弧，产生过电压，威胁设备及人员安全。为限制单相接地工频电容电流在安全值之内，矿区电网采用了中性点经消弧线圈接地形式的小电流接地系统，依靠绝缘监察装置判断线路是否接地，即监测变压所35kV母线上的三相五柱式电压互感器（TV)的开口三角形电压的大小：系统正常时，三相电压之和为零，开口三角形的二次线圈电压为零，绝缘监察继电器不动作；当发生单相接地故障时，开口三角形的二次端出现零序电压，电压继电器动作，发出系统接地故障的报警信号。其优点是接线简单、操作及维护方便；但该装置不能准确指出故障点所在的线路，运行人员需要通过短时断开各条线路开关才能找出故障线路，这样既影响了非故障线路的连续供电，又因为其他正常相承受长时间线电压时绝缘损坏，造成两点或多点接地，扩大事故几率值。小电流接地选线装置，不仅具有绝缘监察继电器的全部功能，还能准确预报出发生单相接地的故障线路，但是仍需分析其在矿区电网应用的若干问题。

1 小电流接地选线装置原理

HYX196型小电流接地选线装置原理是按接地故障时，PLC循环监视系统的TV开口三角输出零序电压的幅值，当TV开口三角形测量电压U超过设定的启动值，PLC立即转入采样零序电流（3I0）、并对采样值进行信号分析及处理，输出选线结果。若故障消失或排除，机器自动返回循环监视状态。

2 电压启动值的选定

零序分量存在于电力系统横向短路故障中两相接地短路及电力系统纵向不对称故障中，序网络为无源网络，且零序电压在接地故障点最高，并向电源端逐步降低，零序电压启动值的设定应该考虑其他类型故障的影响。根据各分量序网的结构，电压互感器开口三角形电压为：

式中：（3U0）为开口三角形电压；U0为零序网络零序电压；Eφ为零序网络零序电动势。根据式（1）结果及矿区电网实际序阻抗，并考虑纵向不对称故障时零序参数及接地过渡电阻的影响，启动值可取26.3 V，提高选线装置动作的准确率。

3 零序电流的采集

图1 A相K点金属性接地

. . .

此时电气量不对称，根据对称分量法，可知系统中电流、电压是由正序、负序、零序分量叠加的，且各分量有如下关系：

式（2）表明，任何情况下，三相正序、负序分量相量和始终为零，因此只要把原有普通型电流互感器联结成图2（零序滤序器)形式，便得到了零序电流，需要注意的是零序滤序器应尽量使用变比较小的计量级(最好为S级)电流互感器组合而成，较小的变比可使电容电流的二次值较大，有利于检测装置的电流变换器采集电流值，S级使电流互感器的测量精确线性范围更宽，有利于测量较小的电容电流。

4 电流互感器接线原则

图2 零序滤序器

配电线路电流互感器接线原则：一是三相应同时使用同名端或非同名端接线，保证三相极性的正确性；否则会因接线问题，导致装置的误报、多报，影响事故处理，甚至事故扩大化。因为当电流互感器未按同名端接线时，由式（2）知，三相正、负序分量等式不再成立，即选线装置每次巡检采样都会记录电流值，这个值会根据电源相位的变化而变化，加之选线装置的启动零序电压值被采集到时，就会选线出错；二是采集的零序电流流向必须是从母线流向线路为正，这样零序电流能够正确地被选线装置采样和处理。开滦矿区电网在安装选线装置接线时，只注意到同名端的问题，忽略了设有消弧线圈的发电厂的电流流向问题，使零序电流可以通过消弧线圈被选线装置采集。所以使用初期，每次网内线路出现单相接地故障时，选线装置除了给出实际故障线路编号外，还将提示此时带有消弧线圈运行的发电机线路接地的警告信息，经多次检查才发现因忽视了消弧线圈在发电机一次回路形成的零序回路，电流互感器三相接线反相造成的误选。

5 结论

随着矿区电网的发展，电压互感器构成的绝缘监察装置已不满足供电可靠性的要求，被微机选线装置所替代是必然趋势。矿区电网应用中要尽量使参数配合适当，减小测量环节的综合误差，绘制零序网络回路，排除人为错误，有效提高小电流接地选线系统的选线准确率，及时找到故障线路予以切除，防止单相接地故障长时间存在威胁设备与人身安全，以及破坏系统安全运行。

[1] 李冬辉,史临潼.非直接接地系统单相接地故障选线方法综述[J].继电器,2004(18):74-78.

[2] 焦旭升.小电流接地选线原理分析［J］.发电设备,2002(2):44-47.

[2] 王梅义.电网继电保护应用［M］.北京：中国电力出版社,1999.

Abstract:The paper analyzes the feasibility and problems of line selection equipments'application in power network of mining areas and proposes some countermeasures.With the drop of investment,the safety level of network operation is increased.

Key words:line selection device;zero sequence current;connection principle

编辑：刘新光

Application Problems of Fault Line Selection Equipments in Power Network of Mining Area

LI Guo-quan

(Kailuan Thermal Power Co.,Tangshan Hebei 063103)

TM86

A

1672-5050（2012）07-0066-03

2012-01-06

李国全（1978—），男，河北唐山人，本科，工程师，从事煤矿生产现场发供电工作。