接地选线定位装置的发展及应用

摘　要：据大量的运行故障统计表明，小电流接地系统发生单相接地故障约占系统总故障率的80％左右。接地后两相对地电压的异常升高，加剧了对系统绝缘的危害，制约了供电可靠性的提高。因此，如何在较短的时间内，对发生单相接地故障的电力线路进行科学准确的在线选测与定位，改变传统的人工试拉分路选择、巡线登杆摇测的处理方法，把因接地而影响正常供电的范围压缩到最低限度，已成为科研及电力部门亟待解决的课题。

关键词：接地　定位　发展　应用

1　接地选线定位装置的发展过程

20世纪70年代末，我国开始进行小电流系统单相接地自动选线方法的研究和探索，陆续研制出一些小电流系统接地自动选线装置。就其工作原理而言，大致可分为以下几种：

①零序功率方向原理；

②故障线路零序电流最大原理；

③暂态零序电压方向原理(首半波原理)。上述装置经历了从晶体管分立元件到集成电路和微机测控的发展过程。基于上述三种原理的产品是靠定值或功率方向原理动作的，而在实际运行过程中，当系统运行方式发生变化或运行线路长度差异较大时，由于受零序电流互感器角度误差和测量误差及环境气候的影响，时常发生误判而达不到理想的使用效果。也有人试图将GPS卫星定位技术用于小电流接地系统单相接地的选线与定位，但因受小电流接地系统运行结线复杂、分支较多的原因制约，导致研制及运行投入成本过高，用户难以接受其昂贵价格而放弃。近些年，除新建综合自动化变电所微机测控装置带有接地自动选线功能外，大部分未进行技术改造的常规变电所，仍是利用传统的交流绝缘监察装置来指示接地相别和接地程度，不能进行自动选线与定位。

2　几种小电流系统接地选线装置原理的简单分析比较

(1)零序电流原理：该原理是基于故障支路零序电流大于非故障支路零序电流的特点，区分出故障与非故障线路的保护装置，但这种原理在系统电容电流较小且存在长线路的情况下，较难满足选择性的要求，同时当接地点存在电阻时(非金属接地)易发生拒动现象。

(2)首半波原理：该原理是基于接地故障对相电压接近最大值瞬间这一假设，利用故障线路中故障后静态零序电流第一个周期的首半波与非故障线路相反的特点来实现选择性保护。该原理不能反映相电压较低时的接地故障，且受过渡电阻影响较大，一定程度上存在有工作死区。

(3)零序功率方向原理：该原理是基于故障线路零序电流滞后零序电压90°，非故障线路零序电流超前零序电压90°的特点来实现接地选线的，该原理装置对主变中性点经消弧线圈接地的系统效果不太理想。

(4)特殊电流信号原理：用高频谐波监测方法和静态小波分析方法的原理作双重判据，在接地线路中注入一特殊的谐波电流信号来加强接地线路的谐波强度，然后用无线接收的方法来接收高频谐波信号，以实现真正的自动选线与定位。该装置的最大特点是与线路高电压非电气接触，用电子传感器取代零序电流互感器，特别适用于常规变电所技术改造，施工安装勿需线路停电，接线调试较为方便。但在电磁干扰较强的场所，对电子传感器的抗干扰级别要求较高，否则会产生误判误报。

(5)模糊数字控制与中心微处理器原理：该原理是基于线路发生单相接地后的三个特征作为判据，即电压突变量、五次谐波电流增大、连续接地时间。但该装置在系统运行方式变化而导致系统电容电流较小时，可能发生拒动现象。

3　接地选线定位装置在淅川县电业局的应用

根据我县多山区、少平原的实际情况，按照"技术先进、性能可靠、功能实用、价格合理、操作方便、易于推广"的原则，决定在我县供电半径大负荷重的城郊110kV变电所，采用特殊电流信号原理的智能消弧接地选线定位装置和模糊数字控制与中心微处理器原理的线路短路，接地故障指示器相配合的接地选线定位系统。

(1)接地选线装置性能：

微机采用486工控机，WINDOWS98软件，大屏幕显示，操作简便，界面友好。当线路发生单相接地故障有接地信号产生时，振荡器产生特定频率，经放大后输出至接地线路，电子传感器将接收到的接地线路的特定信号经选频放<