10kV线路接地故障消弧选线装置选线失效事故原因分析

10kV线路接地故障消弧选线装置选线失效事故原因分析

刘洪

广东威恒电力技术开发有限公司

摘要：本文主要探讨的就是关于10kV线路接地故障消弧选线装置选线失败相关原因的剖析。希望本文的撰写能够为广大同仁带来一些参考。

关键词：10kV；线路；选线失效；故障分析

1.消弧线圈的正常运行方式

如果单纯从熄灭故障点电弧的角度考虑，消弧线圈在谐振点状态下运行最为有利。但对于实际运行中的电网，特别是中压电网，线路导线的换位情况欠佳，电网的三相对地电容互不相等，因此中性点对地必然存在一定数值的残余电压，当消弧线圈投入运行后，电网的三相对地电容与消弧线圈的电感便会构成串联谐振回路，如图1如果消弧线圈恰好在谐振点运行，此时便会出现电压谐振问题，使电网中性点发生显著位移，严重破坏电压的对称平衡，若长期运行，易损害电气设备，酿成事故。

图3为补偿电网单相接地时的零序等值回路，用来讨论故障恢复电压。流过开关K的电流代表残流，电弧熄灭时，相当于K打开；m，n两点间电压相当于故障恢复电压。由于m点电压取决于实际电网相电压的变化。

2.4消弧线圈运行方式制定

通过对消弧线圈在各种工况下的运行特性分析，可得出一个科学合理的消弧线圈运行方式：

1）在正常情况下，消弧线圈处于远离谐振点的过补偿运行.这样，既有利于防止系统发生串联谐振过电压，又可以有效抑制断线故障过电压。易发生故障时，消弧线圈应实现全补偿使接地残流的无功部分接近于零，减小阻尼率最大限度的降低残流的有功部分，只有这样才能有利于电弧熄灭。

2）故障发生后，消弧线圈仍处于全补偿状态等待故障恢复。故障恢复的过程实际上也是故障线路相电压重新建立的过程，零脱谐度和低阻尼率都将延缓相电压的恢复速度，有效避免电弧重燃。

4）故障自行消除后，系统处于正常运行情况，消弧线圈应立刻远离谐振点运行，避免发生串联谐振.

5）若线路发生永久性故障，消弧线圈进入选线运行状态。

以上运行方式需要高性能的消弧线圈才能满足要求。由于消弧线圈的粗调部分动作速度较慢，在电网正常运行时应事先调整到接近全补偿点处，在故障发生时由细调部分最终完成上述消弧线圈的动作。该消弧线圈将工作在预随调补偿方式下，即在电网正常运行时，实时跟踪系统电容电流，并将消弧线圈运行状态置于15%过补偿附近，故障发生时再快速调整到全补偿点以实现未熄灭电弧的完全熄灭，故障不消失即认为是永久性接地故障，进入永久性接地故障选线流程。

3.新型消弧选线装置的实现方式

针对传统消弧系统存在的缺陷，结合配电网运行情况，当地供电局力求在与消弧系统生产厂家合作过程中，找出一种最适合本局配电网运行情况的消弧和选线系统，以期达到实现对配电网单相接地故障的智能化处理。即通过实时数据采集，自动跟踪配电网的变化；自动识别系统中永久性接地故障并选线，其选线工作方式不受系统运行方式及接地过渡电阻的影响；自动识别系统中瞬时性单相接地故障的产生和消失，并快速启动和退出消弧线圈的补偿；实时跟踪配电网当前零宇电容电流，自动优化有关参数，确保接地残流限制到规定值以内；自动传送和打印故障信息。

3.1新型的选线方式

KD-XH采用“并行”选线方式，即：选线与补偿同时进行，不因选线而延误补偿，以便保持KD-XH系统响应极快的特性，从而保证良好的消弧效果。在消弧线圈不接地与接地的不同情况采用不同的接地判据。

当消弧线圈不接地的情况下，装置采用功率方向法进行判断，通过先进行如大小判别后取全部线路中电容电流最大的几条线路进行零序方向判断。

对带有消弧线圈的系统，单相接地故障发生时消弧线圈会将一个电感电流补偿电流叠加在故障点流过的电容电流上，使故障点的电容电流被补偿，测得零序电流场一般会是感性电流G补偿），使得此时接地线路的零序电流也超前于零序电压，与线路的零序电流同方向，用上述零序电流方向的判别方法不能识别接地故障线路。当与配电网智能化决速消弧系统配合使用，采用了零序电量加小扰动的原理，在接地过程中短时小范围变化消弧线圈的补偿度，根据消弧投入补偿前后各出线的零序电流如和变化特征。其中，接地故障线路零序电流变化量必然最大，从而被选出。这种方法完美的利用了消弧线圈的特点，保证了选线结果的准确性。该法的关键是：①短时。消弧线圈提供的补偿电流偏离谐振点的时间周波小。②小范围。补偿电流的变化所造成的接地电流的变化量不超过5A。这两个关键保证了接地过程中电弧不会重燃。为了提高准确度，往往采用对称调节，即在谐振点左右对称地变化补偿度，则非接地线路零序电流基本不变，而接地线路零序电流则有较大的变化，从而较容易地被选出。

这种并行的选线方式保证了消弧线圈投退的各种运行方式中小电流选线装置均能可靠选线，同时利用零序电量加小扰动的方法大大提高了经消接线圈接地选线的正确率。

参考文献

[1]庞清乐.基于智能算法的小电流接地故障选线研究[D].山东：山东大学，2007.

[2]杜延辉.多重分形和小波理论在小电流接地系统单相接地故障选线中的应用研究[D].西安：西安交通大学，2008.