一种小电流接地系统的故障选线装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种小电流接地系统的故障选线装 置。
【背景技术】
[0002] 在电力系统中应用最广的小电流接地方式是中性点经消弧线圈接地。中性点经消 弧线圈接地系统发生单相接地时，由于消弧线圈的补偿作用，故障电流将变得非常小，同时 由于消弧线圈工作于"过补偿"状态下，故障线路零序电流的相位将变得与非故障线路相 同，这就使得保护装置对故障线路的选择变得非常困难。
[0003] 目前针对小电流接地系统的故障选线问题已有多种不同原理的故障选线方法，这 些方法根据故障信号的来源可分为基于稳态量的故障选线技术和基于暂态量的故障选线 技术两大类。
[0004] 基于暂态量的故障选线方法抗干扰性较差，同时，故障电流中的暂态分量会随着 故障时电网相角的不同而发生变化，当故障发生在电网电压过零时，暂态分量几乎为零，因 此在原理上存在保护死区。
[0005] 基于稳态量的故障选线技术中应用最广的是残流增量法。但实际运行经验表明， 残流增量法在金属性接地及低阻接地时选线准确率较高，但随着过渡电阻的增大，选线准 确率明显下降。零序导纳法在理论上具有较好的抗过渡电阻能力，但也因为实际选线准确 率不高而很少被应用。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种具有较好的抗过渡电阻能力，选 线准确率和可靠性较高的小电流接地系统的故障选线装置。
[0007] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种小电流接地系统的故障选线装置， 包括：
[0008] 消弧线圈，通过改变其补偿度而使其工作于欠补偿状态或过补偿状态；
[0009] 调谐单元，用于改变所述消弧线圈的补偿度，从而使其工作在欠补偿或过补偿状 态；
[0010] 测量单元，用于测量系统零序电压和各出线的零序电流；
[0011] 选线单元，用于计算各出线的零序导纳值并比较各出线在所述消弧线圈分别工作 于欠补偿状态和过补偿状态时零序导纳值的变化量，并选择零序导纳值变化量最大的出线 为故障出线。
[0012] 其中，所述消弧线圈为随调式消弧线圈，具有高短路阻抗，并且两端反射并联两个 晶闸管。
[0013] 其中，所述调谐单元采用改变晶闸管导通角的方式改变所述消弧线圈的补偿度。
[0014] 其中，所述选线单元计算零序导纳值的方式是将获得的零序电流测量值与零序电 压测量值相比。
[0015] 其中，所述测量单元包括：
[0016] 零序电压测量值获取单元，用于在电压互感器的开口三角绕组两端测量获得零序 电压测量值，或者通过三相绕组测得的三相电压值求和再取平均值获得零序电压测量值；
[0017] 零序电流测量值获取单元，用于通过零序电流互感器测量获得零序电流测量值， 或者通过三相电流互感器测得的电流值求和再取平均值获得零序电流测量值。
[0018] 其中，所述小电流接地系统的故障选线装置还包括：
[0019] 延时单元，用于在消弧线圈工作于欠补偿状态或过补偿状态时，延时3~10个周 期；
[0020] 所述选线单元在所述延时单元延时3~10个周期后开始计算各出线的零序导纳 值。
[0021] 本实用新型具有如下有益效果:通过采用零序导纳变化量作为选线判据，即使过 渡电阻的变化引起各线路的零序电流发生变化，但由于零序电压也相应发生变化，零序导 纳值基本不发生变化，具有较好的抗过渡电阻能力；另外，当消弧线圈在欠补偿和过补偿两 种状态下工作时，故障线路的零序导纳将在第三象限和第二象限之间发生变化;非故障线 路即使由于互感器测量误差导致其零序导纳变化量不等于零，但也远小于故障线路的变化 量，因此具有较高的可靠性。
【附图说明】
[0022] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023] 图1是本实用新型实施例一种小电流接地系统的故障选线装置的结构框图。
[0024]图2a是本实用新型实施例中，中性点经消弧线圈接地系统单相接地系统示意图。
[0025] 图2b是本实用新型实施例中，中性点经消弧线圈接地系统单相接地零序网络示意 图。
[0026] 图3是本实用新型实施例中，故障时各出线的零序导纳测量向量图。
[0027] 图4是本实用新型实施例中，消弧线圈调节前后各出线的零序导纳测量向量图。
【具体实施方式】
[0028] 下面参考附图对本实用新型的优选实施例进行描述。
[0029] 请参照图1所示，本实用新型实施例提供一种小电流接地系统的故障选线装置，包 括：
[0030] 消弧线圈，通过改变其补偿度而使其工作于欠补偿状态或过补偿状态；
[0031] 调谐单元，用于改变所述消弧线圈的补偿度，从而使其工作在欠补偿或过补偿状 态；
[0032] 测量单元，用于测量系统零序电压和各出线的零序电流；
[0033] 选线单元，用于计算各出线的零序导纳值并比较各出线在所述消弧线圈分别工作 于欠补偿状态和过补偿状态时零序导纳值的变化量，并选择零序导纳值变化量最大的出线 为故障出线。
[0034]以下结合图2a、图2b对本实施例的故障选线装置的工作原理进行说明。
[0035]中性点经消弧线圈接地系统单相接地示意图如图2a、图2b所示，图中&~(：η分别为 系统中η条出线的对地电容，L为消弧线圈电感值，瓦为系统电源的Α相电压，Rf为故障点的 过渡电阻，ZjPZ 2分别为系统的正序阻抗和负序阻抗。设系统中各出线的零序电流测量值分 别为4、4、…、夂'流过消弧线圈的零序电流测量值为
[0036]由图2b可知，在零序网络中忽略线路阻抗后，对于非故障线路i(i = 2,…，η)，其零 序导纳值为测得的零序电流测量值与零序电压测量值之比：
[0038]由上式可知，对于非故障线路，其零序导纳值为线路的实际零序导纳值。
[0039]假设故障线路为线路1，则对于故障线路1，其零序导纳值为：
[0043] 即故障线路1的零序电流测量值为所有非故障线路与消弧线圈零序电流测量值相 叠加后的负值。
[0044] 将公式(3)代入公式(2)可得
[0046] 由公式(4)可知，对于故障线路1，其零序导纳值不是线路的实际零序导纳值，而是 系统中所有非故障线路与消弧线圈零序导纳值相叠加后的负值。
[0047] 如图3所示，如果考虑线路的阻抗值，则非故障线路的零序测量导纳应位于导纳复 平面的第一象限；而对于故障线路，当消弧线圈分别工作于欠补偿、全补偿和过补偿状态 时，零序导纳测量值分别位于第三象限（向量1 )、横轴负半轴（向量2)和第二象限（向量3)。
[0048] 由于消弧线圈一般工作于"过补偿"状态，因此系统接地后故障线路的零序导纳测 量向量一般位于第二象限。对于随调式消弧线圈，在系统发生接地后，装置进行选线的过程 中，可调节消弧线圈的电抗值，令其分别工作于"欠补偿"和"过补偿"两种状态，对应的故障 线路零序导纳值应分别位于第三象限（图4中向量Y 1Q)和第二象限（图4中向量Y1Q'），其变化 量ΛΥ1()即为消弧线圈电抗值调节前后的零序导纳值变化量，BP
[0049] ΔΥιο = Υιο，-Υιο = ΔΥ?〇 (5)
[0050] 而对于非故障线路i