接地選線定位裝置的發(fā)展及應(yīng)用

接地選線定位裝置的發(fā)展及應(yīng)用 
摘　要：據(jù)大量的運(yùn)行故障統(tǒng)計(jì)表明，小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障約占系統(tǒng)總故障率的80％左右。接地后兩相對(duì)地電壓的異常升高，加劇了對(duì)系統(tǒng)盡緣的危害，制約了供電可靠性的進(jìn)步。因此，如何在較短的時(shí)間內(nèi)，對(duì)發(fā)生單相接地故障的電力線路進(jìn)行科學(xué)正確的在線選測(cè)與定位，改變傳統(tǒng)的人工試?yán)�分路選擇、巡線登桿搖測(cè)的處理方法，把因接地而影響正常供電的范圍壓縮到最低限度，已成為科研及電力部分亟待解決的課題。
 
1　接地選線定位裝置的發(fā)展過程
20世紀(jì)70年代末，我國(guó)開始進(jìn)行小電流系統(tǒng)單相接地自動(dòng)選線方法的研究和探索，陸續(xù)研制出一些小電流系統(tǒng)接地自動(dòng)選線裝置。就其工作原理而言，大致可分為以下幾種：電容表| 電力分析儀| 諧波分析儀| 發(fā)生器| 多用表| 驗(yàn)電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測(cè)試器| 電力計(jì)| 電力測(cè)量?jī)x| 光度計(jì)| 電壓計(jì)| 電流計(jì)| 
①零序功率方向原理；
②故障線路零序電流最大原理；
③暫態(tài)零序電壓方向原理(首半波原理)。上述裝置經(jīng)歷了從晶體管分立元件到集成電路和微機(jī)測(cè)控的發(fā)展過程。基于上述三種原理的產(chǎn)品是靠定值或功率方向原理動(dòng)作的，而在實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生變化或運(yùn)行線路長(zhǎng)度差異較大時(shí)，由于受零序電流互感器角度誤差和丈量誤差及環(huán)境天氣的影響，時(shí)常發(fā)生誤判而達(dá)不到理想的使用效果。也有人試圖將GPS衛(wèi)星定位技術(shù)用于小電流接地系統(tǒng)單相接地的選線與定位，但因受小電流接地系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)線復(fù)雜、分支較多的原因制約，導(dǎo)致研制及運(yùn)行投進(jìn)本錢過高，用戶難以接受其昂貴價(jià)格而放棄。近些年，除新建綜合自動(dòng)化變電所微機(jī)測(cè)控裝置帶有接地自動(dòng)選線功能外，大部分未進(jìn)行技術(shù)改造的常規(guī)變電所，還是利用傳統(tǒng)的交流盡緣監(jiān)察裝置來指示接地相別和接地程度，不能進(jìn)行自動(dòng)選線與定位。

2　幾種小電流系統(tǒng)接地選線裝置原理的簡(jiǎn)單分析比較
(1)零序電流原理：該原理是基于故障支路零序電流大于非故障支路零序電流的特點(diǎn)，區(qū)分出故障與非故障線路的保護(hù)裝置，但這種原理在系統(tǒng)電容電流較小且存在長(zhǎng)線路的情況下，較難滿足選擇性的要求，同時(shí)當(dāng)接地點(diǎn)存在電阻時(shí)(非金屬接地)易發(fā)生拒動(dòng)現(xiàn)象。
(2)首半波原理：該原理是基于接地故障對(duì)相電壓接近最大值瞬間這一假設(shè)，利用故障線路中故障后靜態(tài)零序電流第一個(gè)周期的首半波與非故障線路相反的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。該原理不能反映相電壓較低時(shí)的接地故障，且受過渡電阻影響較大，一定程度上存在有工作死區(qū)。
(3)零序功率方向原理：該原理是基于故障線路零序電流滯后零序電壓90°，非故障線路零序電流超前零序電壓90°的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)接地選線的，該原理裝置對(duì)主變中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)效果不太理想。
(4)非凡電流信號(hào)原理：用高頻諧波監(jiān)測(cè)方法和靜態(tài)小波分析方法的原理作雙重判據(jù)，在接地線路中注進(jìn)一非凡的諧波電流信號(hào)來加強(qiáng)接地線路的諧波強(qiáng)度，然后用無線接收的方法來接收高頻諧波信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)選線與定位。該裝置的最大特點(diǎn)是與線路高電壓非電氣接觸，用電子傳感器取代零序電流互感器，非凡適用于常規(guī)變電所技術(shù)改造，施工安裝勿需線路停電，接線調(diào)試較為方便。但在電磁干擾較強(qiáng)的場(chǎng)所，對(duì)電子傳感器的抗干擾級(jí)別要求較高，否則會(huì)產(chǎn)生誤判誤報(bào)。
(5)模糊數(shù)字控制與中心微處理器原理：該原理是基于線路發(fā)生單相接地后的三個(gè)特征作為判據(jù)，即電壓突變量、五次諧波電流增大、連續(xù)接地時(shí)間。但該裝置在系統(tǒng)運(yùn)行方式變化而導(dǎo)致系統(tǒng)電容電流較小時(shí)，可能發(fā)生拒動(dòng)現(xiàn)象。

3　接地選線定位裝置在淅川縣電業(yè)局的應(yīng)用
根據(jù)我縣多山區(qū)、少平原的實(shí)際情況，按照"技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、功能實(shí)用、價(jià)格公道、操縱方便、易于推廣"的原則，決定在我縣供電半徑大負(fù)荷重的城郊110kV變電所，采用非凡電流信號(hào)原理的智能消弧接地選線定位裝置和模糊數(shù)字控制與中心微處理器原理的線路短路，接地故障指示器相配合的接地選線定位系統(tǒng)。
(1)接地選線裝置性能：
微機(jī)采用486工控機(jī)，WINDOWS98軟件，大屏幕顯示，操縱簡(jiǎn)便，界面友好。當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障有接地信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，振蕩器產(chǎn)生特定頻率，經(jīng)放大后輸出至接地線路，電子傳感器將接收到的接地線路的特定信號(hào)經(jīng)選頻放大，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后送至工控機(jī)進(jìn)行邏輯
判定處理。經(jīng)4s后，選出接地線路和接地相別。同時(shí)顯示器上該相別和線路編號(hào)將變成紅色閃變信號(hào)并報(bào)出提示音響。選出接地線路后，將工控機(jī)主接口放在定位位置，巡線職員可在線路帶電的情況下，距接地線路10m，手持定位儀沿線路選線丈量，當(dāng)信號(hào)忽然變小時(shí)，前一基桿即為接地故障點(diǎn)。該裝置適用于城市、平原且供電半徑不大、交通便利的供電網(wǎng)絡(luò)。山區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)因受線路走徑的地理環(huán)境及交通條件的限止，在規(guī)定的2h以內(nèi)帶電沿線查找出故障較為困難。
(2)短路接地故障指示器性能：
裝置采用模糊數(shù)字控制與中心微處理器原理，最大特點(diǎn)是不需在變電所加裝任何附加裝置，只需將該指示器懸掛到事先公道規(guī)劃的主干線路相關(guān)斷聯(lián)及分支線斷聯(lián)的三相導(dǎo)線上即可。指示器懸掛安裝到線路三相導(dǎo)線后，其內(nèi)部邏輯判定電路根據(jù)其自適應(yīng)能力，很快對(duì)其所處以下線路的運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)、記憶、比較和判定。一旦發(fā)現(xiàn)所處以下線路運(yùn)行狀態(tài)有接地或短路現(xiàn)象，且達(dá)到預(yù)設(shè)的動(dòng)作值后發(fā)出指令，讓其動(dòng)作電路驅(qū)動(dòng)，驅(qū)使內(nèi)部旋轉(zhuǎn)體偏轉(zhuǎn)，窗口由正常白色信號(hào)變?yōu)榧t色信號(hào)。巡線職員根據(jù)信號(hào)指示斷開斷路器，對(duì)故障線路進(jìn)行隔離查找，故障消除后，指示器信號(hào)自動(dòng)復(fù)位。
該裝置也可用在沒有接地選線裝置的常規(guī)變電所的配電線路出線套管處，一旦控制室有接地信號(hào)報(bào)出，值班職員可根據(jù)各分路出口指示器動(dòng)作情況判明是哪條線路接地，減少不必要的試?yán)�出線選擇而造成的瞬時(shí)停電損失。
(3)應(yīng)用后的效果：
①故障停電范圍大為縮小，傳統(tǒng)的做法是，變電運(yùn)行職員發(fā)現(xiàn)主控制室中心信號(hào)有永久性接地信號(hào)報(bào)出，采用試斷、合各分路分路開關(guān)的方法來選擇出發(fā)生單相接地故障線路名稱，操縱選擇過程中，即使投進(jìn)線路重合閘，也要對(duì)用戶造成瞬時(shí)沖擊，有可能對(duì)供電有非凡要求的用戶造成不利影響。在選擇出接地線路后，須將該線路全線停電進(jìn)行查找處理，故障處理過程中造成的少供電量的經(jīng)濟(jì)損失是十分可觀的。該聯(lián)合裝置投進(jìn)運(yùn)行后，運(yùn)行職員可根據(jù)所內(nèi)裝置的在線選測(cè)結(jié)果，匯報(bào)調(diào)度通知其維護(hù)治理單位帶電巡線。巡線職員可利用一切交通工具，沿故障線路事先規(guī)劃安裝的主干線分段斷聯(lián)及分支線斷聯(lián)處的線路短路故障指示器處查找，根據(jù)指示器和定位儀的指示情況，有目的再往下查找。減少了盲目性，進(jìn)步了針對(duì)性。
②故障查排時(shí)間大為縮短：傳統(tǒng)做法是，當(dāng)選擇出發(fā)生接地故障線路，變電所停電后，線路治理維護(hù)單位須將連接在該干線上的全部分支斷路器斷開，由變電所對(duì)該線路進(jìn)行試送，試送不成功，說明故障在主干線，反之說明故障在某分支線。若試送成功，再逐分支依次試送，哪條分支線試送后，變電所仍有接地信號(hào)報(bào)出，再斷開哪條分支斷路器，爾后做進(jìn)一步的登桿搖測(cè)處理。若故障發(fā)生在交通、通訊條件困難的山區(qū)線路，則故障的查排時(shí)間將會(huì)更長(zhǎng)，一般需要6～20h�，F(xiàn)在故障處理時(shí)間，縣城區(qū)配電線路30～45min以內(nèi)，非凡山區(qū)1～2h以內(nèi)即可排除故障。進(jìn)步工效5至8倍。安全及經(jīng)濟(jì)效果十分明顯。
科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，給進(jìn)步電網(wǎng)技術(shù)裝置水平開創(chuàng)了廣闊遠(yuǎn)景。建議有關(guān)部分，在進(jìn)步原已投放市場(chǎng)運(yùn)行智能化設(shè)備的基礎(chǔ)上，應(yīng)將小電流系統(tǒng)接地選線定位功能考慮到斷路器測(cè)控部分邏輯電路中，以適應(yīng)各種運(yùn)行方式下安全可靠供電的需要。電力部分要根據(jù)自身情況，嚴(yán)把線路質(zhì)量，加強(qiáng)維護(hù)治理，完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)步裝備水平，增強(qiáng)職員素質(zhì)，以適應(yīng)全社會(huì)愈來愈高的供電需求。