接地選線(xiàn)定位裝置的發(fā)展及應用 
摘　要：據大量的運行故障統計表明，小電流接地系統發(fā)生單相接地故障約占系統總故障率的80％左右。接地后兩相對地電壓的異常升高，加劇了對系統盡緣的危害，制約了供電可靠性的進(jìn)步。因此，如何在較短的時(shí)間內，對發(fā)生單相接地故障的電力線(xiàn)路進(jìn)行科學(xué)正確的在線(xiàn)選測與定位，改變傳統的人工試拉分路選擇、巡線(xiàn)登桿搖測的處理方法，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(xiàn)定位裝置的發(fā)展過(guò)程
20世紀70年代末，我國開(kāi)始進(jìn)行小電流系統單相接地自動(dòng)選線(xiàn)方法的研究和探索，陸續研制出一些小電流系統接地自動(dòng)選線(xiàn)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| 驗電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測試器| 電力計| 電力測量?jì)x| 光度計| 電壓計| 電流計| 
①零序功率方向原理；
②故障線(xiàn)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測控的發(fā)展過(guò)程�；�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)際運行過(guò)程中，當系統運行方式發(fā)生變化或運行線(xiàn)路長(cháng)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)生誤判而達不到理想的使用效果。也有人試圖將GPS衛星定位技術(shù)用于小電流接地系統單相接地的選線(xiàn)與定位，但因受小電流接地系統運行結線(xiàn)復雜、分支較多的原因制約，導致研制及運行投進(jìn)本錢(qián)過(guò)高，用戶(hù)難以接受其昂貴價(jià)格而放棄。近些年，除新建綜合自動(dòng)化變電所微機測控裝置帶有接地自動(dòng)選線(xiàn)功能外，大部分未進(jìn)行技術(shù)改造的常規變電所，還是利用傳統的交流盡緣監察裝置來(lái)指示接地相別和接地程度，不能進(jìn)行自動(dòng)選線(xiàn)與定位。

2　幾種小電流系統接地選線(xiàn)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)，區分出故障與非故障線(xiàn)路的保護裝置，但這種原理在系統電容電流較小且存在長(cháng)線(xiàn)路的情況下，較難滿(mǎn)足選擇性的要求，同時(shí)當接地點(diǎn)存在電阻時(shí)(非金屬接地)易發(fā)生拒動(dòng)現象。
(2)首半波原理：該原理是基于接地故障對相電壓接近最大值瞬間這一假設，利用故障線(xiàn)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(xiàn)路相反的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現選擇性保護。該原理不能反映相電壓較低時(shí)的接地故障，且受過(guò)渡電阻影響較大，一定程度上存在有工作死區。
(3)零序功率方向原理：該原理是基于故障線(xiàn)路零序電流滯后零序電壓90°，非故障線(xiàn)路零序電流超前零序電壓90°的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現接地選線(xiàn)的，該原理裝置對主變中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的系統效果不太理想。
(4)非凡電流信號原理：用高頻諧波監測方法和靜態(tài)小波分析方法的原理作雙重判據，在接地線(xiàn)路中注進(jìn)一非凡的諧波電流信號來(lái)加強接地線(xiàn)路的諧波強度，然后用無(wú)線(xiàn)接收的方法來(lái)接收高頻諧波信號，以實(shí)現真正的自動(dòng)選線(xiàn)與定位。該裝置的最大特點(diǎn)是與線(xiàn)路高電壓非電氣接觸，用電子傳感器取代零序電流互感器，非凡適用于常規變電所技術(shù)改造，施工安裝勿需線(xiàn)路停電，接線(xiàn)調試較為方便。但在電磁干擾較強的場(chǎng)所，對電子傳感器的抗干擾級別要求較高，否則會(huì )產(chǎn)生誤判誤報。
(5)模糊數字控制與中心微處理器原理：該原理是基于線(xiàn)路發(fā)生單相接地后的三個(gè)特征作為判據，即電壓突變量、五次諧波電流增大、連續接地時(shí)間。但該裝置在系統運行方式變化而導致系統電容電流較小時(shí)，可能發(fā)生拒動(dòng)現象。

3　接地選線(xiàn)定位裝置在淅川縣電業(yè)局的應用
根據我縣多山區、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荷重的城郊110kV變電所，采用非凡電流信號原理的智能消弧接地選線(xiàn)定位裝置和模糊數字控制與中心微處理器原理的線(xiàn)路短路，接地故障指示器相配合的接地選線(xiàn)定位系統。
(1)接地選線(xiàn)裝置性能：
微機采用486工控機，WINDOWS98軟件，大屏幕顯示，操縱簡(jiǎn)便，界面友好。當線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障有接地信號產(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(xiàn)路，電子傳感器將接收到的接地線(xiàn)路的特定信號經(jīng)選頻放大，再經(jīng)D/A轉換后送至工控機進(jìn)行邏輯
判定處理。經(jīng)4s后，選出接地線(xiàn)路和接地相別。同時(shí)顯示器上該相別和線(xiàn)路編號將變成紅色閃變信號并報出提示音響。選出接地線(xiàn)路后，將工控機主接口放在定位位置，巡線(xiàn)職員可在線(xiàn)路帶電的情況下，距接地線(xiàn)路10m，手持定位儀沿線(xiàn)路選線(xiàn)丈量，當信號忽然變小時(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 )。山區供電網(wǎng)絡(luò )因受線(xiàn)路走徑的地理環(huán)境及交通條件的限止，在規定的2h以?xún)葞щ娧鼐�(xiàn)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劃的主干線(xiàn)路相關(guān)斷聯(lián)及分支線(xiàn)斷聯(lián)的三相導線(xiàn)上即可。指示器懸掛安裝到線(xiàn)路三相導線(xiàn)后，其內部邏輯判定電路根據其自適應能力，很快對其所處以下線(xiàn)路的運行狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)行評價(jià)、記憶、比較和判定。一旦發(fā)現所處以下線(xiàn)路運行狀態(tài)有接地或短路現象，且達到預設的動(dòng)作值后發(fā)出指令，讓其動(dòng)作電路驅動(dòng)，驅使內部旋轉體偏轉，窗口由正常白色信號變?yōu)榧t色信號。巡線(xiàn)職員根據信號指示斷開(kāi)斷路器，對故障線(xiàn)路進(jìn)行隔離查找，故障消除后，指示器信號自動(dòng)復位。
該裝置也可用在沒(méi)有接地選線(xiàn)裝置的常規變電所的配電線(xiàn)路出線(xiàn)套管處，一旦控制室有接地信號報出，值班職員可根據各分路出口指示器動(dòng)作情況判明是哪條線(xiàn)路接地，減少不必要的試拉出線(xiàn)選擇而造成的瞬時(shí)停電損失。
(3)應用后的效果：
①故障停電范圍大為縮小，傳統的做法是，變電運行職員發(fā)現主控制室中心信號有永久性接地信號報出，采用試斷、合各分路分路開(kāi)關(guān)的方法來(lái)選擇出發(fā)生單相接地故障線(xiàn)路名稱(chēng)，操縱選擇過(guò)程中，即使投進(jìn)線(xiàn)路重合閘，也要對用戶(hù)造成瞬時(shí)沖擊，有可能對供電有非凡要求的用戶(hù)造成不利影響。在選擇出接地線(xiàn)路后，須將該線(xiàn)路全線(xiàn)停電進(jìn)行查找處理，故障處理過(guò)程中造成的少供電量的經(jīng)濟損失是十分可觀(guān)的。該聯(lián)合裝置投進(jìn)運行后，運行職員可根據所內裝置的在線(xiàn)選測結果，匯報調度通知其維護治理單位帶電巡線(xiàn)。巡線(xiàn)職員可利用一切交通工具，沿故障線(xiàn)路事先規劃安裝的主干線(xiàn)分段斷聯(lián)及分支線(xiàn)斷聯(lián)處的線(xiàn)路短路故障指示器處查找，根據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)步了針對性。
②故障查排時(shí)間大為縮短：傳統做法是，當選擇出發(fā)生接地故障線(xiàn)路，變電所停電后，線(xiàn)路治理維護單位須將連接在該干線(xiàn)上的全部分支斷路器斷開(kāi)，由變電所對該線(xiàn)路進(jìn)行試送，試送不成功，說(shuō)明故障在主干線(xiàn)，反之說(shuō)明故障在某分支線(xiàn)。若試送成功，再逐分支依次試送，哪條分支線(xiàn)試送后，變電所仍有接地信號報出，再斷開(kāi)哪條分支斷路器，爾后做進(jìn)一步的登桿搖測處理。若故障發(fā)生在交通、通訊條件困難的山區線(xiàn)路，則故障的查排時(shí)間將會(huì )更長(cháng)，一般需要6～20h�，F在故障處理時(shí)間，縣城區配電線(xiàn)路30～45min以?xún)�，非凡山區1～2h以?xún)燃纯膳懦�故障。進(jìn)步工效5至8倍。安全及經(jīng)濟效果十分明顯。
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(kāi)創(chuàng )了廣闊遠景。建議有關(guān)部分，在進(jìn)步原已投放市場(chǎng)運行智能化設備的基礎上，應將小電流系統接地選線(xiàn)定位功能考慮到斷路器測控部分邏輯電路中，以適應各種運行方式下安全可靠供電的需要。電力部分要根據自身情況，嚴把線(xiàn)路質(zhì)量，加強維護治理，完善電網(wǎng)結構，進(jìn)步裝備水平，增強職員素質(zhì)，以適應全社會(huì )愈來(lái)愈高的供電需求。