智能小电流接地选线装置

一、概述 我国3KV-66KV配电网大多采用小电流接地方式既中性点非有效接地方式，包括中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统。中性点非有效接地系统的优点在于，发生单相接地时多数情况下能够自动熄弧并恢复绝缘。但是发生永久性接地故障时，为了防止因非故障相电压升高而导致故障扩大，必须尽快确定故障线路并予以切除，这就提出了单相接地故障选线问题。这个问题很长时间以来没有得到很好的解决，制约着配电网自动化的发展。 从八十年代末一直到现在，众多大专院校、研究院、生产厂家都致力于这一产品的开发与生产，提出了不少新思路与新方法。例如：功率方向方法、谐波分析法（即群体比幅比相法）、与信号注入法。在一定的程度上提高了选线的准确率。但这些产品的选线准确性仍未得到用户的认可，远未达到实用化的程度。为了彻底解决这一选线难题，本公司研制人员对小电流接地选线技术进行了系统研究，对国内厂家的产品存在的问题进行了认真的分析，结合公司十多年的小电流接地选线研发经验、以及现场地实际情况，发现目前微机型小电流接地选线装置选线准确率低，主要原因是： 1.启动判据存在缺陷 PT开口三角电压超过了设定阀值，未必总是发生接地故障的结果。如：铁磁谐振，包括1/2次分频谐振和基频谐振；PT高压侧熔丝熔断（1相或2相）；系统中某些断路器的不同期分合闸操作等情况下，PT开口三角两端也会出现超过25V的电压。由此可见，以PT开三角电压幅值超过设定的阀值做为系统接地故障的唯一判据不总是妥当的，有时（在上述几种情况下）会对变电站运行员与电网调度人员的操作产生误导。 2.硬件性能低或存在缺陷 目前的微机选线装置均采用8位单片机或16位单片机，数据处理速度低、程序存贮器、数据存贮器容量小，因此只能采用一些简单算法。采用8位或12位A/D, 转换精度低，当接地电流很小时，A/D转换的数据已不能满足选线精度的要求。对噪声的处理电路简单，因此当接地电流很小时，信号被噪声淹灭，导致选线错误。接地电流变化范围大，从几十毫安到几十安，变化范围上千倍，虽然许多厂家都宣称能自动跟踪零序电流变化，但并没有相应的硬件和软件来保证，为了保证接地电流较大时不饱和，只能牺牲接地电流小时的选线精度。 3.件算法简单 ，未能自适应 由于硬件性能低，一些先进的算法和判据不能应用，只能采用一些简单的算法，有些厂家宣称采用了多种判据，但只是对判据机械罗列，并未综合运用，而每种判据都有局限性，当变电站运行方式发生变化时，装置不能适应运行方式的改变。 4.零序电流失真严重 许多零序电流互感器死区太大,零序电流很小时，二次无输出电流，因此接地电流小时容易误判。 5.由于消弧装置投入，接地点电流被转移，稳态判据失效 大多数消弧装置运行在过补状态，单相接地时，故障线路零序电流与非故障线路方向一致，电流幅值很小，那么以稳态判据进行判线，难度增大、甚至失效；甚至有的消弧装置（消弧柜）在发生单相接地30毫秒后直接把接地相接地，造成稳态选线判据失效。 二、适用领域 ?中性点不接地的小电流系统； ?中性点经大电阻或消弧线圈接地的小电流系统； ?系统装有消弧柜的小电流接地系统； ?电压等级：380V～66KV ?母线段数不大于四段，线路出线回路总数不大于46路； 可广泛应用于电力系统变电站、发电厂以及煤矿、钢铁、冶金、化工等大型厂矿企业的供电系统。 三、性能及特点 ?采用综合判据选线理论与方法，以暂态原理为主，稳态原理为辅，针对不同系统，应用用不同的判据决策理论，确定选线结果，选线精度大大提高。 ?先进的启动算法。零序电压和零序电流双启动，正确区分单相接地、铁磁谐振、高压侧熔丝熔断等，使装置正确、可靠的动作。 ?两个高性能32位DSP（数字信号处理器）协同工作，大容量存储空间，集成度高，抗干扰能力强，可靠性高，运算速度快，大大提高了系统的可靠性和快速性。 ?采用16位高速同步A/D转换芯片，自动量程转换技术，每个通道采样频率25kHz,速度快、精度高，自适应能力强，为接地电流很小时的选线准确率提供了硬件保证。 ?利用故障录波技术，记录单相接地时刻前和接地时刻后的零序电压和零序电流的暂态波形，准确记忆单相接地的暂态过程，以保证暂态判线原理的有效性，提高了单相接地选线的准确率。 ?多达八种的判线原理，任意组合，以适应小电流接地系统的各种运行方式。 ?可靠记录瞬时性接地故障并指示出故障线路，实现配电网绝缘在线检测。 ?方便的人机接口：采用大屏幕（800*480）彩色液晶显示器，采用触摸屏键盘操作，汉字菜单选项操作，使现场参数设置、调试更为快捷，方便了用户。 ?超强的追忆功能：可追忆多达1000次单相接地信息，信息包括（三个最大零序电流和零序电压的幅值、相位；零序电压和零序电流的暂态波形），可重现单相接地过程，方便用户查询和分析。 四、使用条件 ?环境温度：-10C～+50C ?大气压力： 80～110KPa ?空气相对湿度：90％（25C）、50％（40C） ?使用地点不得有爆炸危险的介质，周围介质中不得含有腐蚀和破坏绝缘的导电介质或气体，不允许环境充满蒸汽及含有较严重霉菌存在。 ?安装地点应具有防御风、雨、沙和防尘设施。 五、运输条件 ?本产品在运输过程中应避免震动，以防性能变坏。 ?温度为一40°C～+75℃，不受雨、雪、风、沙的侵袭的地方。 六、性能指标 6.1输入量额定值 ?零序电压 (U01～U04) 100V 功耗：＜0.5VA ?零序电流（CT1～CT46） 1.0A 阻抗：＜0.1Ω ?电源电压：AC/DC220V±10% 50HZ 功耗：<35VA 或 AC/DC110V±10% 50HZ 功耗：<35VA 6.2输出量额定值 ?线路接地报警输出回路继电器接点允许电流 ≤5A／DC220V ?分类报警继电器输出接点允许电流≤5A／DC220V 6.3通讯接口 ?三线 RS－232C ?二线 RS－4855 6.4通讯规约 ?CDT ?MODBUS 6.5跳闸信号输出功能（可选功能） ?跳闸延时和跳闸使能（可设置） ?一对一节点输出（常开）