我國(guó)配電網(wǎng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式，目前普遍采用不接地方式，這種運(yùn)行方式的缺陷是：當(dāng)10 kV配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生線路單相接地時(shí)，形成小電流接地，使配網(wǎng)的未接地線路的對(duì)地電壓升高，如圖1，圖中假設(shè)接地相為A相，此時(shí)未接地的10 kV母線B相、C相的對(duì)地電壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于10 kV母線相電壓的額定值。由于非故障相電壓升高，使整個(gè)配電系統(tǒng)承受長(zhǎng)時(shí)間的工頻過(guò)電壓，對(duì)配電系統(tǒng)的設(shè)備及人身安全是極不利的。為了快速切除非瞬時(shí)性單相接地故障線路，提高配電系統(tǒng)的可靠性，保證配電系統(tǒng)設(shè)備及人身安全，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，配備有10 kV線路接地選線系統(tǒng)，用于判別及切除非瞬時(shí)性單相接地故障線路。

1 接地選線原理

當(dāng)10kV配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障相中負(fù)序及零電壓方向與正序電壓方向相反，正序、負(fù)序及電流方向相同，且零序電流方向滯后零序電壓約90°o故障相中零序功率由線路流向電源側(cè)，非故障相中零序功率由電源側(cè)流向線路。所以，中性點(diǎn)不接地配網(wǎng)系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，系統(tǒng)中的電壓電流有以下特定關(guān)系：

·在非故障線路中3I0的大小，等于本線路的接地電容電流。

·故障線路中3I0的大小，等于所有非故障線路I0（接地電容電流）之和，接地故障處的電流大小，等于所有線路的電容電流的總和。

·非故障線路的零序電流以超前零序電壓90°

·故障線路的零序電流與非故障線路的零序電流相差180°

根據(jù)以上對(duì)中性點(diǎn)不接地10kV配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障特點(diǎn)的分析，可知判定接地線路的一般數(shù)學(xué)依據(jù)是：

·接地線路的零序功率由線路流向母線。

·接地線路的I0幅值最大，且滯后3U0，相角約90°

·如無(wú)接地線路，判斷為母線接地。

2 10 kV線路接地選線的兩種實(shí)現(xiàn)方法

現(xiàn)有的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，10 kV線路接地選線功能主要有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一是基于綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的分布式接地選線系統(tǒng)，二是基于智能化自動(dòng)調(diào)諧式消弧系統(tǒng)的專用接地選線系統(tǒng)。

2.1 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的分布式接地選線系統(tǒng)

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的分布式接地選線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。接地選線系統(tǒng)的一般工作原理是：分散采集，集中判別。即10 kV線路3U0、3I0的采集測(cè)量工作，由10 kV線路保護(hù)測(cè)控裝置完成，并上送接地選線系統(tǒng)，接地選線系統(tǒng)軟件，根據(jù)各10 kV線路保護(hù)測(cè)控裝置的測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行集中判別，最終判定接地線路，并根據(jù)系統(tǒng)定值切斷接地線路，實(shí)現(xiàn)小電流接地故障切除。

在這一系統(tǒng)中接地選線的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：10 kV母線TV開(kāi)口三角電壓及10 kV線路零序電流，分別接入10 kV線路保護(hù)測(cè)控裝置，由10 kV線路保護(hù)測(cè)控裝置實(shí)時(shí)采集測(cè)量線路的3U0、3I0，并計(jì)算出穩(wěn)態(tài)的3U0、3I0向量，當(dāng)母線TV的開(kāi)口三角電壓越限時(shí)，由10 kV線路保護(hù)測(cè)控裝置撿出，并通過(guò)站內(nèi)通信網(wǎng)向接地選線系統(tǒng)發(fā)出"零序過(guò)壓告警"信號(hào)，接地選線系統(tǒng)收到"零序過(guò)壓告警"信號(hào)后，啟動(dòng)接地選線功能，系統(tǒng)通過(guò)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，收集同一母線上各線路零序電壓和零序電流相關(guān)量值，根據(jù)向量計(jì)算短路功率方向，同時(shí)比較電流大小，從而判別接地的故障線路。這期間，接地選線軟件多次收集數(shù)據(jù)，直到確定接地線路。接地選線軟件在確定接地線路后，通過(guò)通訊網(wǎng)向接地線路所在的保護(hù)裝置發(fā)送選線信號(hào)，接地線路所在的保護(hù)裝置，在收到接地選線軟件的選線信息后判定線路接地，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)向當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)發(fā)"線路接地告警"信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)線路接地功能。

當(dāng)站內(nèi)通訊網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)生接地告警的保護(hù)裝置，如果在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，收不到接地選線軟件的任何詢問(wèn)信息，則保護(hù)裝置根據(jù)零序功率方向自行判別并報(bào)線路接地告警。

對(duì)于一些中性點(diǎn)不接地10kV配電系統(tǒng)，如果10kV電纜出線較多，當(dāng)單條線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，其余非故障線電容較大，此時(shí)故障線路接地零序電流較大，10kV線路保護(hù)測(cè)控裝置就可采用零序電流直接跳閘的方式切除故障線路。

2.2 智能化自動(dòng)調(diào)諧式消弧系統(tǒng)的專用接地選線系統(tǒng)

智能化自動(dòng)調(diào)諧式消弧系統(tǒng)的專用接地選線系統(tǒng)，見(jiàn)圖3。其主要由10 kV接地變、消弧線圈控制單元線路接地檢測(cè)裝置。接地變中性點(diǎn)電壓、電流以及10 kV線路的零序電流均接入線路接地檢測(cè)裝置，線路接地故障檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)中性點(diǎn)電壓、電流的幅值和相位，并測(cè)量配電網(wǎng)的電容電流，自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中永久性接地故障和瞬時(shí)性接地故障。當(dāng)配電系統(tǒng)發(fā)生瞬時(shí)性單相接地故障時(shí)，線路接地故障檢測(cè)裝置，檢測(cè)接地容性電流，并通過(guò)消弧線圈控制單元，快速輸出相應(yīng)感性補(bǔ)償電流，補(bǔ)償接地容性電流，使配網(wǎng)接地故障自動(dòng)恢復(fù)。對(duì)非瞬時(shí)性單相接地故障，在消弧線圈補(bǔ)償接地容性電流的同時(shí)，線路接地故障檢測(cè)裝置，采用零序電壓和零序電流突變量和零序功率方向等綜合判據(jù)，快速準(zhǔn)確判斷接地線路，并切除故障線路。在消弧線圈退出和無(wú)消弧線圈的情況下，線路接地故障檢測(cè)裝置，采用零序電流相對(duì)值和功率方向綜合判據(jù)，也可獨(dú)立運(yùn)行并快速準(zhǔn)確地選出接地線路。

基于智能化自動(dòng)調(diào)諧式消弧系統(tǒng)的專用接地選線系統(tǒng)，采用快速動(dòng)作的消弧線圈作為接地設(shè)備，以多CPU技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)并行控制。線路接地故障檢測(cè)裝置與配電網(wǎng)快速消弧系統(tǒng)配合工作，自動(dòng)跟蹤配電網(wǎng)的變化，所以系統(tǒng)可以使補(bǔ)償與接地選線同時(shí)進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)單相接地故障進(jìn)行全過(guò)程智能化處理。

當(dāng)然，線路接地區(qū)故障檢測(cè)裝置也可以單獨(dú)設(shè)計(jì)，獨(dú)立于消弧線圈運(yùn)行。這時(shí)線路接地故障檢測(cè)裝置安裝，接入的不再是消弧線圈中性點(diǎn)的U0、3I0，而是10kV母線TV的開(kāi)口三角電壓3U0。

3 結(jié)論

綜上所述，以上兩種系統(tǒng)相比各有其優(yōu)缺點(diǎn)。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的分布式接地選線系統(tǒng)造價(jià)低，但要與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備（通訊處理器、10 kV線路測(cè)控保護(hù)裝置等）配合，才能完成接地選線功能，且判定接地線路的時(shí)間較長(zhǎng)，不能處理瞬時(shí)性接地故障。與之相比，智能化自動(dòng)調(diào)諧式消弧系統(tǒng)的專用接地選線系統(tǒng)有明顯的優(yōu)勢(shì)，一是采用快速動(dòng)作的消弧線圈作為接地設(shè)備，消弧線圈可快速輸出感性補(bǔ)償電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)接地容性電流的快速補(bǔ)償，從而使配電系統(tǒng)在發(fā)生瞬時(shí)性單相接地故障時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)正常。對(duì)非瞬時(shí)性單相接地故障，在消弧線圈實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，快速準(zhǔn)確判斷接地線路并切除故障線路。雖然，智能化自動(dòng)調(diào)諧式消弧系統(tǒng)造價(jià)高，但它集接地檢測(cè)和補(bǔ)償于一體，極大地提高了配電網(wǎng)的安全運(yùn)行及供電可靠性，所以在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中日益得到廣泛應(yīng)用。