常洪亮 李晓明 尹时其 崔锦
摘 要：现有的小电流接地选线装置正确动作率不高。本文提出一种具有补救功能的小电流接地选线方法。该方法通过断路器误跳闸前与误跳闸后呈现的两种不同配电网故障结构，分析并利用两种故障结构变化时产生的电气量变化，提取故障特征量的变化特征判断故障线路，判断结果可靠。通过两次判断故障线路，其综合正确动作率好于现有的一次判断方法。
关键词：接地选线 小电流接地 正确动作率 零模電流
中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）09（a）-0055-02
我国配电网主要是小电流接地系统。小电流接地系统发生接地故障，对电力系统危害较轻，原来规程规定可以不用快速跳闸。随着我国配电网结构的强大，一条线路跳闸停电，用户可以立即从其他线路获得电源。所以，现在我国电力部门要求，配电网发生接地故障应快速跳闸，避免事故扩大。
由于小电流接地系统发生接地故障时，故障电流很小，给小电流接地选线装置正确动作带来困难。我国现有的小电流接地选线装置正确动作率不高。提高小电流接地选线装置正确动作率的研究一直是热门课题[1-5]。
现有文献[2-5]提出了各种提高小电流接地选线的新方法。这些方法都是试图从一次判断中就正确选出故障线路。这些方法都是建立在故障发生当时的配电网结构的故障特征来判断故障线路，其实，如果小电流接地选线装置误选线，跳开非故障线路，跳开非故障线路以后的配电网结构特征与跳开非故障线路之前的配电网结构特征是不一样的。所以，如果小电流接地选线装置误跳闸，就提供了两种配电网结构特征，利用两种配电网结构特征再次判断故障线路的正确率就比用一种故障电网结构判断故障线路的正确率要高。
本文提出一种具有补救功能的小电流接地选线方法，并对这种方法做初步分析。
1 工作原理与初步分析
小电流接地选线装置GZXX与配电变电站的连接关系如图1所示。电源E给母线M送电。假设母线M连接有N条供电线路，N=6。六条线路分别是L1、L2、L3、L4、L5、L6。母线电压互感器TV的零序电压输入小电流接地故障选线装置GZXX;6条供电线路的电流互感器TA1、TA2、TA3、TA4、TA5、TA6的零模电流（i=1，2，3，4，5，6）分别输入装置GZXX。
当配电网发生接地故障，例如：线路L3的单相发生接地故障，母线零序电压超过整定值，小电流接地选线装置开始故障选线程序。首先采用我国现在普遍应用的暂态法选择故障线路，选择出故障线路后立即跳闸。如果这次选出的故障线路断路器跳闸后，母线零序电压降为零，则表明小电流接地选线装置正确动作，装置整体复归。准备下次工作。
如果这次选出的故障线路断路器跳闸后，母线零序电压还继续存在，则表明小电流接地选线装置没有正确动作，把一条非故障线路跳开了。小电流接地选线装置可对误跳闸的线路断路器发出重合闸指令，并立即进行补救程序。
补救程序是：利用断路器跳闸前的故障数据，计算断路器跳闸前各条线路的故障特征量（i=1，2，3，4，5，6）。故障特征量可以是零序电流，可以是含有高次谐波的零模电流。
利用断路器跳闸后的故障数据，计算断路器跳闸后各条线路的故障特征量（i =1，2，3，4，5，6）。
计算各条线路在断路器跳闸前后故障特征量变化的有效值。其中：跳闸线路在断路器跳闸前后故障特征量变化的有效值用表示。
补救程序的动作判据是：当，则第i条线路是故障线路;否则，是母线故障。其中：是第i条线路的预设阈值;ki是第i条线路的比例系数，建议取1～10。时间段t1-t2，可取20ms。是跳闸线路断路器跳闸前后故障特征量变化的有效值，例如：第四条线路误跳闸，则。
不难看出，断路器跳闸前与跳闸后，系统的零序电压没有变化，非故障线路对地零序容性零序电流不会变化，非故障线路的断路器跳闸前后的故障量变化的有效值接近零，所以，非故障线路的的动作判据的动作量接近零。跳闸的非故障线路在跳闸前有对地容性零序电流，跳闸后就被截断了，所以，跳闸线路的断路器跳闸前后的故障量变化的有效值是，大于零。跳闸的非故障线路在跳闸前有对地容性零序电流会流入大地，并从真实故障线路流回系统。所以，非故障线路误跳闸后，真实故障线路的断路器跳闸前后的故障量变化是-。
可见，小电流接地选线装置误跳闸以后补救程序动作判据，非故障线路的动作判据动作量小于制动量，动作判据不会动作。真实的故障线路的动作判据动作量大于制动量，可靠动作。
合理设置，可保证小电流接地选线装置误跳闸以后补救程序动作判据有较高的灵敏度。
如果是母线故障而产生的小电流接地选线装置误跳闸，所有线路的断路器跳闸前后的故障量变化的有效值都具有非故障线路的特点，小电流接地选线装置误跳闸以后补救程序动作判据不会误动作。
需要指出，小电流接地选线装置第一次发出跳闸指令后，如果零序电压没有消失，则说明故障选线错误。补救程序可快速投入，不必等待误跳闸线路的重合闸完成以后再投入补救程序。补救程序选出故障线路后，可快速跳闸。这样，即使是小电流接地选线装置第一次选线误动作，补救程序也能很快地跳开真实故障线路。两次选线的动作时间之和，再加上两条线路断路器跳闸时间之和，不会超过100ms。
2 结语
提出的具有补救功能的小电流接地选线方法，可对现有的小电流接地选线方法发生的误动作进行补救。通过跳开非故障线路以后的配电网结构特征与跳开非故障线路之前的配电网结构特征的不同，提取故障特征量的变化特征，第二次判断故障线路，判断结果可靠。通过两次判断故障线路，其综合正确动作率好于现有的一次判断方法。
参考文献
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