新型小電流接地選線裝置

蒲永紅 顧立華

1上海工程技術(shù)大學(xué)工程實(shí)訓(xùn)中心 2長慶油田水電廠

新型小電流接地選線裝置

蒲永紅1 顧立華2

1上海工程技術(shù)大學(xué)工程實(shí)訓(xùn)中心 2長慶油田水電廠

油田電力線路跨度大、范圍廣、供電壓力大，經(jīng)常發(fā)生短路和接地等故障。小電流接地選線裝置由主機(jī)和信號(hào)電流探測(cè)器組成。當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，用信號(hào)電流探測(cè)器對(duì)信號(hào)電流進(jìn)行跟蹤，就可以找到接地線路和接地點(diǎn)的確切位置。TY—06型裝置接地時(shí)會(huì)通過PT向接地相注入3A的高頻電流，因此安裝時(shí)建議使用6 A的PT空開，若容量過小，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)會(huì)引起PT空開頻繁跳閘。對(duì)10 kV系統(tǒng)電容電流進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，電容電流超過10 A的站應(yīng)配置消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧裝置，防止弧光接地過電壓造成的設(shè)備損壞。

配電網(wǎng)；接地故障；小電流接地選線裝置；過電壓

油田電力線路跨度大、范圍廣、沿途環(huán)境多樣，供電壓力大，電力線路經(jīng)常發(fā)生短路和接地等故障。小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相電壓升高；如果發(fā)生間隙性弧光接地時(shí)，會(huì)引起弧光過電壓，系統(tǒng)絕緣將受到威脅[1-2]。

1 TY系列選線原理

小電流接地選線裝置由主機(jī)和信號(hào)電流探測(cè)器組成。當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，用信號(hào)電流探測(cè)器對(duì)信號(hào)電流進(jìn)行跟蹤，就可以找到接地線路和接地點(diǎn)的確切位置。

TY—06微機(jī)小電流接地系統(tǒng)選線裝置適合于10 kV（含6 kV、35 kV）配電網(wǎng)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，主機(jī)通過電壓互感器PT（也稱TV）二次側(cè)向接地相注入一種特殊的信號(hào)電流，該電流耦合到PT的一次側(cè)，將沿接地線路的接地相流動(dòng)并經(jīng)接地點(diǎn)入地，與大地形成電流回路。該電流經(jīng)零序電流互感器二次側(cè)接入主機(jī)，再經(jīng)過濾波、放大和高精度A/D轉(zhuǎn)換，最終判斷出接地故障線路。它只反映注入信號(hào)電流而不反映工頻零序電流及其他各次諧波，不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響且不需追加一次設(shè)備。該設(shè)備采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，解決了微弱信號(hào)提取問題，使之能滿足高阻接地的情況；同時(shí)，可通過手持定位探測(cè)器對(duì)信號(hào)電流進(jìn)行尋蹤，最終確定接地故障點(diǎn)。

2 應(yīng)用現(xiàn)狀與改進(jìn)措施

2.1 設(shè)備外部接線

零序電流互感器的接線不符合規(guī)程要求，從而影響選線準(zhǔn)確率。零序電流極性接線必須與裝置要求一致，尤其要注意零序CT和三相CT混用的現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于有兩段以上母線的系統(tǒng)，必須保證所有引入裝置的CT極性一致。零序電流互感器的安裝方式見圖1。圖1所示兩種安裝方式均是正確的，具體采用哪種方式，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。

此外，TY系列的小電流選線裝置所采集的PT電壓必須在高壓室PT柜處直接拉一根專用電纜接至主機(jī)，若從主控室及其他位置并接，注入信號(hào)會(huì)產(chǎn)生分流，影響選線準(zhǔn)確率。

圖1 零序電流互感器安裝示意圖

TY—06型裝置接地時(shí)會(huì)通過PT向接地相注入3 A的高頻電流，因此安裝時(shí)建議使用6 A的PT空開，若容量過小，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)會(huì)引起PT空開頻繁跳閘。

2.2 主機(jī)參數(shù)設(shè)置

設(shè)備主機(jī)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，影響選線準(zhǔn)確性。小電流接地選線裝置若只需實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選線，則主機(jī)內(nèi)參數(shù)設(shè)置中的發(fā)送模式選為“正?！?，即選出故障線路后停止注入信號(hào)；若需手動(dòng)選線及定位，則發(fā)送模式應(yīng)選為“連續(xù)”，即一直向線路注入故障信號(hào)便于手動(dòng)故障查找。每種設(shè)備設(shè)置完畢后重新啟動(dòng)主機(jī)，再次進(jìn)入菜單查看，確認(rèn)是否正確。

2.3 混合選線問題

在站所選線裝置普查中發(fā)現(xiàn)，使用PT消弧消諧柜的站所，TY接地選線儀不能正常選線。PT消弧消諧柜工作原理是，PT裝置通過消弧控制器將線路接地轉(zhuǎn)化為直接接地，油田在多座站所同時(shí)安裝有PT消弧消諧柜和TY小電流選線裝置。若將消弧消諧柜與TY系列接地選線儀同時(shí)使用，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，TY系列接地選線儀向系統(tǒng)注入的信號(hào)電流便從變電所母線接地處入地，導(dǎo)致接地線路中無信號(hào)電流，從而無法選出故障線路。

在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，某些站所人為在PT消弧消諧裝置柜的消弧控制器回路加裝控制開關(guān)，當(dāng)線路接地后人為斷開消弧控制器，使接地選線裝置自動(dòng)選線，判斷出接地線路后合上消弧控制器電源，恢復(fù)消弧消諧裝置工作。但這樣做當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，人為斷開消弧控制器會(huì)引發(fā)兩個(gè)問題：一是PT柜內(nèi)設(shè)備的消弧消諧功能無法得到很好的應(yīng)用，在此期間可能出現(xiàn)弧光接地過電壓及鐵磁諧振過電壓；二是人為斷開消弧控制器時(shí)，電網(wǎng)零序等效網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化，尤其是在電網(wǎng)發(fā)生接地時(shí)，每一次操作都會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，容易產(chǎn)生操作過電壓和諧振過電壓。

針對(duì)以上問題，提出3點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施：①將消弧消諧柜內(nèi)接觸器及其控制電源解除，將其消弧消諧及接地選線功能退出，確保TY裝置能準(zhǔn)確選線和定位；②在PT一次中性點(diǎn)加裝非線性電阻型消諧器，防止單相接地故障引發(fā)的鐵磁諧振過電壓；③對(duì)10 kV系統(tǒng)電容電流進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，電容電流超過10 A的站所應(yīng)配置消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧裝置，防止弧光接地過電壓造成的設(shè)備損壞。

2.4 設(shè)備使用維護(hù)

設(shè)備使用維護(hù)不當(dāng)，也影響裝置選線。部分站所對(duì)設(shè)備性能了解不全面，對(duì)日常維護(hù)時(shí)的常規(guī)試驗(yàn)方法沒能掌握，未配備手持選線定位儀，部分站所TY選線儀內(nèi)部板卡或手持儀已損壞。此外，部分小電流接地選線儀設(shè)備自檢工作正常，但現(xiàn)場(chǎng)接地試驗(yàn)時(shí)，接地線路與非接地線路SDL—04手持儀顯示的數(shù)值區(qū)別不明顯。出現(xiàn)上述問題應(yīng)及時(shí)維護(hù)或提交廠家改進(jìn)。

3 結(jié)語

小電流接地選線裝置自檢查改進(jìn)之后，選線及故障定位準(zhǔn)確，未發(fā)生誤報(bào)情況。故障選線及故障點(diǎn)判斷速度大幅提高，減少了設(shè)備帶病運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，避免了故障擴(kuò)大，降低了油田的經(jīng)濟(jì)損失，提高了電網(wǎng)供電可靠性；同時(shí)，接地選線儀與綜合自動(dòng)系統(tǒng)及調(diào)度監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸，順應(yīng)了油田數(shù)字化建設(shè)的生產(chǎn)形勢(shì)和無人值班的管理模式。

[1]付保紅，王曉東．油田電力系統(tǒng)中小電流單相接地故障的建模[J]．油氣田地面工程，2011，30（6）：67-69.

[2]賈晨光，張玉慶．小電流接地系統(tǒng)單相接地選線與定位保護(hù)及應(yīng)用[J]．油氣田地面工程，2003，22（5）：50-53．

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.047