小電流接地選線

小電流接地選線裝置實(shí)施裝置背景介紹在我國(guó)110kV以下電力系統(tǒng)中，變壓器的中性點(diǎn)多采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式，簡(jiǎn)稱為小電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障相電壓降為零，非故障相電壓升高為相電壓的√3倍，但三相之間的線電壓仍然保持對(duì)稱，故障電流僅為系統(tǒng)對(duì)地電容電流，數(shù)值往往較負(fù)荷電流小得多，對(duì)供電負(fù)荷沒(méi)有影響，因此規(guī)程允許繼續(xù)運(yùn)行1～2h。但實(shí)際運(yùn)行中，接地故障引起的弧光過(guò)電壓可能會(huì)引起電力電纜爆炸、TV保險(xiǎn)熔斷甚至燒壞、母線短路等事故，因此，迅速確定接地點(diǎn)、消除單相接地故障對(duì)系統(tǒng)的平安運(yùn)行有著十分重要的意義。傳統(tǒng)的尋找接地故障線路的方法是：依次逐條斷開每回出線的斷路器，故障線路被斷開后，系統(tǒng)電壓恢復(fù)且接地信號(hào)消失，否那么繼續(xù)尋找。雖然這種尋找方法大多可通過(guò)重合閘來(lái)進(jìn)行補(bǔ)救，但對(duì)一些供電要求很高的用電客戶來(lái)說(shuō)，這種方法的弊病是顯而易見的，尤其是對(duì)那些負(fù)荷較重的線路，這種方法已不滿足平安穩(wěn)定供電的要求。小電流接地選線裝置自問(wèn)世以來(lái)，迅速得以普及，經(jīng)歷了幾次更新?lián)Q代，其選線的準(zhǔn)確性已在不斷提高。二、小電流接地系統(tǒng)單相接地故障特點(diǎn)如圖1所示為一中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，假定電網(wǎng)的負(fù)荷為零，并忽略電源和線路上的壓降。電網(wǎng)各相對(duì)地電容為C0，這三個(gè)電容就相當(dāng)于一對(duì)稱Y形負(fù)載，其中性點(diǎn)就是大地。圖1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，電源中性點(diǎn)對(duì)地電壓等于零，即UN=0，各相對(duì)地電壓為相電勢(shì)，三相電容電流也是對(duì)稱的，并超前相應(yīng)電壓90°，正常運(yùn)行時(shí)的相量如圖2。圖2正常運(yùn)行時(shí)的相量圖當(dāng)A相發(fā)生單相接地時(shí)，A相對(duì)地電壓變?yōu)榱?。此時(shí)中性點(diǎn)對(duì)地電壓就是中性點(diǎn)對(duì)A相的電壓，即UN=-EA。各相對(duì)地電壓和零序電壓分別為U′A=0U′B=EB-EA=√3EAej-150°U′C=EC-EA=√3EAej150°U0=1/3〔U′A+U′B+U′C〕=-EA上式說(shuō)明，A相接地后，B相和C相對(duì)地電壓升高為原來(lái)的√3倍，此時(shí)三相電壓之和不再為零，出現(xiàn)了零序電壓。非故障相出現(xiàn)了超前相電壓90°的電容電流，線路上出現(xiàn)了零序電容電流。其值分別為IB=jωC0U′BIC=jωC0U′C3I0=IB+IC=-j3EAωC0接地故障時(shí)的相量如圖3。圖3接地故障時(shí)的相量圖如下列圖4所示的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，線路1、2和電源的各相對(duì)地電容分別為C01、C02、C0g。當(dāng)線路2的K點(diǎn)發(fā)生A相接地故障時(shí)，，系統(tǒng)中各元件的A相對(duì)地電容均被短接，各元件的A相對(duì)地電容電流為零。各元件的B、C相對(duì)地電容電流都要通過(guò)大地、故障點(diǎn)、電源構(gòu)成回路，如圖4所示。圖4中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障電容電流分布圖由圖4可見，非故障線路1保護(hù)安裝處流過(guò)的零序電容電流為3I01=IB1+IC1電源保護(hù)安裝處流過(guò)的零序電容電流為3I0g=IBg+ICg故障線路2保護(hù)安裝處流過(guò)的零序電容電流為3I02，仍以母線流向線路為假定正方向，那么3I02=〔IB2+IC2〕-〔IB1+IC1〕-〔IBg+ICg〕-〔IB2+IC2〕=-〔IB1+IC1+IBg+ICg〕=j3EAω〔C01+C0g〕綜上所述，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地時(shí)有以下特點(diǎn)：〔1〕接地故障相對(duì)地電壓降為零，其它兩相對(duì)地電壓上升為線電壓，系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓，其值等于電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)的相電壓，且處處相等；〔2〕非故障線路保護(hù)安裝處流過(guò)的是本線路的零序電容電流，其值為3EAωC0，方向由母線指向線路，相位超前零序電壓90°；〔3〕故障線路保護(hù)安裝處流過(guò)的是所有非故障元件的零序電容電流之和，其方向由線路指向母線，相位滯后零序電壓90°。三、小電流接地選線的原理中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的特點(diǎn)是構(gòu)成小電流接地選線的根本原理，接地選線裝置的判據(jù)一般有兩個(gè)?！?〕啟動(dòng)判據(jù)：一般用零序電壓作裝置啟動(dòng)判據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，發(fā)電廠〔或變電站〕母線電壓互感器的開口三角繞組將產(chǎn)生零序電壓，當(dāng)零序電壓大于整定值時(shí)〔一般整定為10～20V〕裝置啟動(dòng)，選線功能主站發(fā)出信號(hào)向該段母線上的所有出線保護(hù)裝置召喚零序電流的大小方向，進(jìn)行分析判斷?！?〕選線判斷：一般用零序電流的大小和方向構(gòu)成選線判據(jù)。選線裝置根據(jù)采集到的各線路零序電流的大小，初步判出接地的故障線路，再根據(jù)各線路的零序功率方向確認(rèn)故障線路。從上面小電流接地系統(tǒng)單相接地故障時(shí)的特點(diǎn)可以看出，故障線路的零序電容電流為所有非故障線路的零序電容電流之和，如果同一母線上的線路條數(shù)足夠多，且各條線路的參數(shù)差異不大，那么故障線路的零序電容電流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非故障線路的零序電容電流，利用零序電流的大小就可以判斷出故障線路。同時(shí)故障線路和非故障線路的零序電容電流方向不同是構(gòu)成選線的另一主要判據(jù)，非故障線路的零序功率方向由母線指向線路、而故障線路的零序功率方向那么由線路指向母線，利用零序功率方向的不同也可以判斷出故障線路，而且零序功率方向還不存在動(dòng)作死區(qū)的問(wèn)題。如果所有線路的零序功率方向都為正向，那么判斷母線接地。四、零序電流、零序電壓的獲取及試驗(yàn)方法對(duì)于電流互感器采用三相完全星型的接線方式，可以用三相電流的矢量和作為零序電流，其優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單，不易混淆零序電流的同名端。當(dāng)電流互感器為兩相不完全星型的接線方式，且出線為電纜時(shí)，可加裝單獨(dú)的零序電流互感器，其優(yōu)點(diǎn)是不平衡電流較小，故障情況時(shí)，反響更為靈敏。應(yīng)特別注意零序電流的方向均應(yīng)以母線流向線路為正，零序電流慮過(guò)器或零序電流互感器的同名端接保護(hù)裝置的同名端。大局部微機(jī)線路保護(hù)裝置零序電壓的選取，都由保護(hù)裝置本身計(jì)算故障時(shí)的三相電壓直接得出，也有的保護(hù)裝置需外加零序電壓，外加零序電壓時(shí)應(yīng)注意零序電壓的方向，電壓互感器的開口三角采用正極性接法但是以反接線接入保護(hù)裝置，也就是電壓互感器的開口三角同名端(星號(hào)端)接出N并接地，再接微機(jī)保護(hù)裝置的同名端3U0*；非同名端(不帶星號(hào)端)接出L，同時(shí)接微機(jī)保護(hù)裝置的非同名端3U0，如圖5所示。圖5零序電流電壓接線圖AXL-42小電流接地選線裝置技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)書工程工程：武漢馳宇眾成電氣2023年7月17日目錄1總那么2工程概況3小電流接地選線裝置技術(shù)要求4根本配置5組柜方式及屏柜要求6供貨范圍7質(zhì)量管理8效勞管理9技術(shù)資料及圖紙交付進(jìn)度1總那么1.1本標(biāo)準(zhǔn)書適用于工程的小電流接地選線裝置，它提出設(shè)備的功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、性能、安裝等方面的技術(shù)要求。供方應(yīng)提供一套滿足本技術(shù)要求所列標(biāo)準(zhǔn)要求的高質(zhì)量產(chǎn)品及其相應(yīng)效勞。1.2本設(shè)備技術(shù)要求提出的是最低限度的技術(shù)要求，并未對(duì)一切技術(shù)細(xì)節(jié)作出規(guī)定，也未充分引述有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的條文，供方應(yīng)保證提供符合本技術(shù)要求和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。1.3本設(shè)備技術(shù)要求所使用的標(biāo)準(zhǔn)如遇與供方所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不一致時(shí)，按較高標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。DL 《無(wú)人值班變電所自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》GB14285-93 《繼電保護(hù)及平安自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》DL/T5136-2001 《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL478-92 《靜態(tài)繼電保護(hù)及平安自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》DL/T871-2004 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)產(chǎn)品動(dòng)模試驗(yàn)技術(shù)條件》GB3047.1 《面板、架和框的根本尺寸系列》GB11920-89 《變電站電氣局部集中控制通用技術(shù)條件》GBT14598.9 《輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn)》GBT14598.10 《快速瞬變干擾試驗(yàn)》IEC255-21-1 《振動(dòng)試驗(yàn)》IEC-255-21-2 《沖擊和碰撞試驗(yàn)》IEC-255-21-3 《靜電放電試驗(yàn)》1.4使用條件周圍空氣溫度最高溫度：＋40℃最低溫度：－5℃最大日溫差：25平均溫度：＋21.1℃日照強(qiáng)度：0.1W／cm2〔風(fēng)速0.5m海拔高度：≤1000m；最大風(fēng)速：35m／s〔離地面高10m處持續(xù)10min的平均最大風(fēng)速〕；環(huán)境相對(duì)濕度〔20℃時(shí)〕日平均值：≯95％；月平均值：≯90％地震烈度：8度水平加速度：0.2g；垂直加速度：0.1g環(huán)境污穢等級(jí)：Ⅱ級(jí)大氣條件:大氣中無(wú)嚴(yán)重侵蝕和爆炸性介質(zhì)2工程概況10kV本期出線：回線路、回電容器、所用變，主接線采用單母線接線。電氣主接線詳見附圖。10kV系統(tǒng)為非有效接地系統(tǒng)，線路發(fā)生單相接地時(shí)允許運(yùn)行2h，為防止線路由單相接地開展為相間故障應(yīng)盡快查出單相接地故障及故障位置，因此，本期工程需在110kV紅星變電站配置1套獨(dú)立的小電流接地選線裝置。3小電流接地選線裝置技術(shù)要求3.1目的裝置用于變電站10kV電壓等級(jí)的小電流接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)，能快述自動(dòng)選出接地線路，并報(bào)出故障時(shí)間。需方對(duì)裝置的選線原理選用比相比幅法、能量函數(shù)法、電流增量法。3．2技術(shù)要求供電電源.1交流電源：額定交流電壓：220V±15％。打印機(jī)工作電壓：AC220V。頻率：50Hz±0.5。.2直流電源：額定直流電壓：220V±15％3.2.2Pa)10kV電壓互感器變比：(10000/)/(100/)/(100/)/(100/3)V，；b)額定頻率：50Hz；3.每相交流電流回路功耗＜2VA；每相交流電壓回路功耗＜1VA；要求供方提供本次投標(biāo)產(chǎn)品實(shí)際參數(shù)。直流功耗：不大于60W。3.裝置應(yīng)具有根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)所確定的耐受過(guò)電壓能力。3.3.2.63.2.Uo≥Uozd時(shí)啟動(dòng)式中：Uo故障時(shí)零序電壓，Uozd零序電壓?jiǎn)?dòng)整定值。

3.2.3.2.9繼電器輸出觸點(diǎn)容量：

AC220V，DC24V，5A。3.2.11響應(yīng)時(shí)間

故障顯示：≤2S

瞬間接地捕捉時(shí)間：＜20ms

準(zhǔn)確計(jì)算接地線路時(shí)間：＜3.通過(guò)RS232/RS485〔不少于兩個(gè)〕與監(jiān)控系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息共享。耐壓水平交流回路之間，交、直流回路之間及交直流回路對(duì)地耐壓水平：工頻2000V，歷時(shí)１分鐘。3.2.14絕緣水平交流回路之間及對(duì)地,用500伏搖表測(cè)量，絕緣電阻不小于100MΩ。裝置應(yīng)具備開機(jī)自檢及運(yùn)行中定時(shí)自檢功能，任一插件出現(xiàn)異常情況時(shí)裝置本身將給出告警信號(hào)。4根本配置每套裝置適用出線回路數(shù)：不少于48回；

每套裝置適用母線段數(shù)：4段。5組柜方式及屏柜要求5.1屏柜組柜方式：本期的小電流接地選線裝置組屏安裝5.2屏柜接線的要求(1)柜內(nèi)部接線應(yīng)采用耐熱、耐潮和阻燃的，具有足夠強(qiáng)度的絕緣銅導(dǎo)線，導(dǎo)線應(yīng)無(wú)損傷，端頭應(yīng)采用壓緊型的專用連接件，導(dǎo)線的兩頭都應(yīng)有編號(hào)，接線顏色應(yīng)按照最新的IEC規(guī)定。供方還應(yīng)提供走線槽以便現(xiàn)場(chǎng)固定電纜及端子排的接線。(2)每面柜應(yīng)裝有足夠截面的銅接地導(dǎo)線，它應(yīng)連接到主框架的前面、側(cè)面和后面，接地母線末端應(yīng)裝好可靠的壓接式端子，以備接到變電站的接地網(wǎng)上。所用柜的接地線與接地母線的連接應(yīng)至少用兩個(gè)螺釘。(3)端子排應(yīng)裝于柜后兩側(cè)，端子排額定電壓1000V，額定電流10A。端子排應(yīng)按單元分段，應(yīng)留有不少于10%的備用端子，每個(gè)端子一般只接一根導(dǎo)線，最多不超過(guò)2根。端子排不得采用鳳凰端子，不得采用將電纜芯直接插入接線孔進(jìn)行壓接的接線方式，須采用OT接法的端子〔即將電纜芯線彎圈后再上螺絲的接線方式〕。(4)端子的尺寸應(yīng)適合于安裝4mm2的連線。相鄰的端子之間的絕緣隔板應(yīng)有足夠的絕緣強(qiáng)度。6供貨范圍序號(hào)名稱數(shù)量裝置要求單位備注1小電流接地選線裝置可選線范圍48回出線套2零序電流互感器個(gè)7質(zhì)量管理7.1通過(guò)ISO9000系列質(zhì)量認(rèn)證。7.2該保護(hù)裝置通過(guò)國(guó)家電力公司〔或電力部〕質(zhì)檢中心或國(guó)家科委鑒定合格。7.3取得入網(wǎng)許可證。8效勞管理8.1該裝置要求自投運(yùn)之日起三年內(nèi)包修。三年之后出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，生產(chǎn)廠家仍須提供技術(shù)支持。8.2生產(chǎn)廠家有義務(wù)協(xié)助安裝單位進(jìn)行調(diào)試。8.3生產(chǎn)廠家有義務(wù)對(duì)運(yùn)行檢修人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。8.4生產(chǎn)廠家有義務(wù)為使用單位免費(fèi)提供軟件升級(jí)和相關(guān)技術(shù)支持。9技術(shù)資料及圖紙交付進(jìn)度9.1在供貨合同簽訂后兩周內(nèi)，供方向設(shè)計(jì)單位提供滿足本變電所的設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試及運(yùn)行、維護(hù)