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第4章小电流接地故障选线与定位主讲人：韩国政内容1.概述2.小电流接地故障特征3.接地选线与定位技术综述4.暂态选线技术5.暂态接地定位技术6.基于暂态定位技术的线路绝缘监测7.暂态选线和定位技术的特点4.1概述小电流接地故障检测技术现状长期以来，没有解决好的一大技术难题在谐振接地系统中，由于补偿电流的影响，尤其困难。现场普遍对已有产品持怀疑态度随着对供电可靠性与电能质量要求的不断提高，人们对接地选线越来越重视。随着微机技术的应用和新原理的提出，选线技术趋于成熟。彻底解决该问题还须厂家和运行管理单位共同努力小电流接地故障检测重要性单相接地故障是配电网最主要的故障形式选线技术的突破利用故障暂态信息的选线技术基于信号注入原理的选线技术中电阻法4.2小电流接地故障特征稳态特征故障相电压降低，金属性接地故障时为零；两个健全相电压升高，金属性接地时幅值等于线电压；零序电压随故障点过渡电阻减小而升高，金属性接地时幅值等于正常运行时的相电压。不接地系统中工频零序电流分布经消弧线圈接地系统的工频零序电流暂态特征消弧线圈故障线路健全线路健全线路2.3小电流接地选线与定位接地故障的若干分类按照故障点过渡电阻划分：金属性接地故障：电阻接地故障：高阻接地故障：按照是否需要人工处理划分：永久接地故障：瞬时性接地故障：按照故障点稳定性划分稳定性接地故障：非稳定性接地故障•弧光接地故障：•间歇性接地故障：高阻接地故障以过渡电阻为划分标准不科学，应以零序电压幅值为标准不同系统中，同样的故障点过渡电阻对系统的影响是不同的过渡电阻一定时，电容电流越大的系统，零序电压也越低示例：电容电流为60A的系统，零序阻抗为100Ω•则故障点过渡电阻为0Ω时，3U0为100V•则故障点过渡电阻为100Ω时，3U0为70V•则故障点过渡电阻为500Ω时，3U0为20V•则故障点过渡电阻为1kΩ时，3U0为10V高阻接地故障的成因：树枝接地的阻抗较大，一般不会形成明显的接地现象导线直接落地草坪、水泥地、甚至泥土地避雷器不完全击穿可能造成高阻接地故障在中性点直接接地系统，高阻接地故障的检测也是一个难题选线技术的分类按信号来源划分主动式选线：通过调整接地阻抗或短接故障相产生可用于选线的附加信号，或者向系统注入特有信号被动式选线：仅利用故障产生的电压、电流信号按利用信号的分量划分稳态量选线：利用稳态信号（故障或其它设备产生）暂态量选线：利用故障瞬间产生的暂态信号其它分类方法：利用零序信号、利用相间信号，单一算法、复合算法等绝缘监视法原理当零序电压过高时给出信息由人工依次拉开线路，确定故障线路优点适用所有接地方式系统简单实用缺点造成不必要的停电，特别是健全线路的停电人工拉路法是一种普遍使用的方法。基于工频零序电流的选线方法原理：幅值比较法极性比较法群体比幅比相法零序电流无功功率方向法优点：对于不接地系统，基本满足要求。部分效果不佳的原因：装置设计、工程服务和管理。缺点：不适用消弧线圈接地系统应用：曾经广泛应用，现在仍有部分应用基于工频零序电流的选线方法-2不接地系统消弧线圈接地系统故障线路3I0有功电流或有功功率方向法原理：故障电流有功电流分量的幅值和极性比较有功电流方向有功功率方向能检测线路对地电导和消弧线圈有功电流，不能检测故障点有功分量优点：适用消弧线圈接地系统缺点：接地电流有功分量小，一般2A受TV，TA相角传变误差影响大可靠性低，达不到实用要求应用：较为广泛谐波选线方法原理：5次谐波幅值、极性比较法7次谐波幅值、极性比较法多次谐波幅值、极性综合比较法优点：适用经消弧线圈接地系统。缺点：选线效果受系统中谐波源的含量及故障位置影响较大所利用信号强度小，一般1A可靠性低,达不到实用要求应用：较为广泛注入信号法原理：注入220Hz信号，然后寻迹。注入双频信号，可以提高电阻接地的可靠性注入间隔性、半波等其它信号优点：适用消弧线圈接地系统在稳定性接地故障时可靠性较高适用两TA的架空出线系统，但每条出线需要安装专用传感器缺点：注入信号能量较小，1A，易受干扰高阻接地故障时效果差弧光、间歇性接地故障时效果差需信号注入设备应用：较为广泛残流增量法原理：选择消弧线圈失谐度改变前后零序电流变化最大的出线为故障线路选择阻尼电阻投切前后零序电流变化最大的出线为故障线路残流变化量一般在10A左右优点：所利用的信号强度大于有功分量法和谐波法稳定性接地故障时选线效果较好缺点：需要不同时刻信号的比较，不稳定故障影响较大弧光和间歇性接地故障时效果差必须依赖自动调谐消弧线圈或电抗配合应用：广泛中电阻方法原理：并入中电阻，选择零序电流最大的线路为故障线路和残流增量法的主要区别是附加电流大（一般为40A~50A）优点：所利用信号强度较大，效果好缺点：增加一次设备，易形成安全薄弱点影响故障点熄弧，易形成安全隐患需要安装空间大，安装维护不方便投资大不能实现100％成功率应用：有一定应用中电阻法和残流增量法电流变化量比较中电阻法零序电流变化残流增量法零序电流变化暂态分量法从故障前稳态到故障后稳态，存在一个明显的过渡（暂态）过程暂态电流的分布不受消弧线圈影响从频域看：高频下电感感抗增加，电容容抗下降从时域看：电感电流不能突变不是所有的暂态信号都有明显的分布特征存在特征频段，期内暂态零序电流有明显的分布规律不接地系统，特征频段可从0到2kHz经消弧线圈接地系统，特征频段可从3次谐波到2kHz暂态选线基本原理暂态零序电流幅值比较法幅值最大的线路为故障线路暂态零序电流极性比较法和其他线路极性相反的线路为故障线路暂态零序电流方向法零序电压特征分量求导所有出线暂态零序电流与零序电压导数比较极性极性相反的选定为故障线路-8-404x109d(t)故障线路健全线路1618202224262830323436Time/mS关于选线方法可靠性对于谐振接地系统而言基于稳态信息的被动式选线方法检测可靠性较低。残流增量法、注入信号法具有一定的效果。小扰动法、中电阻法及暂态法，效果最好。对于稳定性接地故障，中电阻方法效果更理想；对于间歇性、弧光接地故障，暂态法成功率更高；由于工程不彻底及运行管理方式不够完善，其使用效果还不能充分发挥；暂态方法的原理不如中电阻方法简单明了，用户接受起来有一定困难。对于高阻接地故障，已有方法效果均不理想。关于选线方法安全性被动式方法安全性最高。注入信号法、残流增量法、小扰动法次之。中电阻法安全性最低。关于选线方法适用性注入信号法适用两TA的架空出线。其它方法则不适用。被动式方法可适用于开闭所。主动式方法较困难。关于选线设备经济性基于稳态、被动式方法成本最低。暂态法、注入法成本较高。残流增量、小扰动、中电阻法，整体成本最高。