摘要：我国35kV及以下电力系统采用中性点不接地或者中性点经消弧线圈接地的工作方式，但移动变电站在应用过程中，站内无法监控所带出线发生接地的情况，如果一次设备接地长期存在，由于非故障相电压升高为线电压，可能引起绝缘击穿，发展为相间短路故障，扩大事故范围会影响用户的正常供电，因此，提出了对移动变小电流接地选线功能实现的研究与探讨。
关键词：移动变；小电流
移动变电站在应用过程中，站内无法监控所带出线发生接地的情况，研究安装适用于移动变电站的小电流接地系统，便于对移动变电站运行情况的监视，实现移动变电站的单相接地选线保护,提高移动变电站出线接地后的处置速度。
一、立项背景
我国35kV及以下电力系统采用中性点不接地或者中性点经消弧线圈接地的工作方式。据统计数据，35kV及以下电力系统中单相接地故障最为常见，发生故障率最高。当单相接地故障发生时，由于不能构成低阻抗的短路回路，系统电压的稳定性并没有被破坏，且故障零序电流较小，不会影响连续供电，系统可继续运行2小时。但如果长期运行，由于非故障相电压升高为线电压，可能引起绝缘击穿，发展为相间短路故障，扩大事故范围会影响用户的正常供电。若发生弧光接地还会引起全系统过电压，对设备造成损坏，破坏系统安全运行。移动变电站低压侧为35kV及10kV系统，主要用于变电站停电检修时保持对重要用户的持续供电。故在移动变电站采用小电流接地系统对故障线路进行选线，对保障用户可靠供电，维护系统正常运行具有重要意义。
二、技术方案
（1）、移动变电站小电流接地系统技术需求
移动变电站35kV及10kV出线侧开关柜与常规开关柜相比，体积较小且二次接线更加复杂。使用的电流互感器均为三相电流互感器，而常规变电站10kV侧出线开关柜电流互感器均只使用A相与C相的两相式接线方式。对于常规变电站，通常在电缆进入开关柜的底部加装一个零序电流互感器进行零序电流的测量。然而对于内部容积较小的移动变电站出线侧开关柜，不具备加装零序电流互感器的条件，故需要其他可靠方法进行零序电流的测量与计算。此外，移动变电站2号车内各柜体均已布置完毕，无空屏位进行小电流接地选线装置的安装，需要在合适屏位的空余面板内进行装置的安装。此外，安装完毕后的小电流接地选线系统需要实时监测各出线的零序电流，并在故障发生时能准确的进行选线，自动切除故障线路，以便及时处置故障。故小电流接地选线系统的技术需求可总结为以下三点：
①采用自产零序电流对故障线路、故障母线进行判别。
②小电流接地选线系统装置的安装不影响移动变电站已有的屏柜布局。
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③采用多种方法进行，快速、可靠地进行选线，切除故障线路。
（2）、基于移动变电站的小电流接地选线系统的设计原理
①小电流接地选线系统的通讯设计
选线装置采用RS232/485通讯接口，采用标准CDT规约与后台的通讯，可以实现后台对于系统出线零序电流的实时监控与测量，并切除故障线路。系统正常运行时，每隔500ms上传1帧数据；如发生单相接地故障，每隔500ms上传1帧数据；如装置出现异常，则停止上传数据。为保证装置时间正确，装置接收移动变电站GPS对时源进行对时。
移动变电站各出线柜的零序电流为通过A、B、C三相电流互感器合成零序电流（备用绕组合成）的自产零序电流，将每条出线的零序电流及母线零序电压通过控制电缆引至选线装置控制屏，将控制电缆接入端子排后接入小电流接地选线装置的背板。
②小电流接地选线系统装置工作原理
基于移动变电站的小电流接地选线系统采用多种方法进行故障选线，每种故障方法都针对信号的具体特点，不同方法之间具有互补性。
A、智能群体比幅比相法
智能群体比幅比相法的基本原理是：对于中性点不接地系统，比较母线的零序电压和所有线路零序电流的幅值和相位，故障线路零序电流相位应滞后零序电压90°，并与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。
B、谐波比幅比相法
谐波比幅比相法的基本原理是：对于中性点经消弧线圈接地系统，谐波分量处于欠补偿状态。如果线路零序电流中含有丰富的谐波成分，则比较所有线路零序电流谐波分量的幅值与相位，故障线路零序电流幅值较大且相位应与正常线路零序电流反相；若所有线路零序电流相同，则为母线接地。
C、小波法
小波分析法能有效地分析变化规律不确定和不稳定的随机信号，能够从信号中提取到局部化的有用成分。小波选线方法利用单相接地故障产生的暂态电流作为选线判断的依据。由于小电流接地电网单相接地故障等值电路是一个容性通路，故障的突然作用在电路中产生的暂态电流通常很大。特别是发生弧光接地故障或间歇性接地故障的情况下，暂态电流含量更丰富，持续时间更长。暂态电流满足在故障线路上的数值等于在非故障线路上数值之和且方向相反的关系，可以用来选线。
五、发现及创新点
依托智能群体比幅比相法、谐波比幅比相法、小波法等方法进行优势互补，使接地选线的可靠性高。同时，创新实现了移动变电站内的小电流接地选线装置的安装，通过快速选线、切除故障，使移动变在替代常规主变向出线侧进行负荷运输的过程中对系统扰动大大降低，提高了电网运行稳定性。
论文作者:寇琰,季嘉琪
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/3
标签：电流论文; 变电站论文; 故障论文; 系统论文; 线路论文; 谐波论文; 单相论文; 《电力设备》2019年第2期论文;