[实用新型]电力电缆故障选线装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力设备故障监测领域，所监测的电力电缆为小电流 系统中运行的各电压等级电缆。能够提供电力电缆接地故障的故障选线和报警。

背景技术

用于电力传输和分配的电缆称为电力电缆。

随着社会的进步和工农业生产的发展，电缆用量在整个电力传输线路中所 占的比例日益提高，电缆与架空线路相比，具有下列主要优点：

1.送电可靠性高，不易受周围环境和污染的影响；

2.线间绝缘距离小，占地少，无干扰电波；

3.地下敷设时，不占地面与空间，既安全可靠，又不易暴露目标。

电力电缆故障选线装置是一种电力行业使用的保护设备。该设备适用于3KV －66KV中性点不接地或中性点经电阻、消弧线圈接地系统的单相接地故障线路 选线，装置用于电力系统的变电站、发电厂、水电站及化工、采油、冶金、煤 炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统，能够指示出发生单相接地故障的线路。

在实际应用中，针对电力电缆的特点,常采用以下几种方法实现电缆故障 选线:由于直流分量法,损耗电流谐波分量法和局部放电法，都有各自的优点和 适用的具体情况。下面就几种方法做一简介：

(1)零序电流比幅法选线装置

当中性点不接地系统发生单相接地故障时。流过故障线路的稳态零序电流在 数值上等所有非故障线路对地电容电流之和。故障线路上的零序电流最大，通 过零序电流幅值大小比较就可以找出故障线路。在以往实现上，采用“绝对整 定值”原理，利用零序电流Io与整定值Iz做比较，整定值Iz一般大于系统内任 一条Io小于整定值Iz，极化继电器不动作；如果Io大于整定值ZI，极化继电器 动作，信号显示该回路的编号，选线完成。但是由于系统可能存在某条线路的 电容电流大于其它线路电容电流之和的情况，当这条线路发生接地故障时，就 会出线拒动的情况。

(2)五次谐波法选线装置

对于中性点经消弧线圈接地系统，五次谐波分量算法的提出在一定程度上 解决了中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障的选线问题。电力系统由于变 压器、线路等设备的非线性影响，线路电流中存在着谐波分量其中五次谐波含 量最大发生单相接地故障时谐波分量还会有一定程度的增加。对于中性点经消 弧线圈接地的系统，消弧线圈对五次谐波所呈现的感抗是基波的5倍，而线路分 布电容对五次谐波所呈现的容抗却是基波的1/5，因此消弧线圈对五次谐波的 补偿作用很小，可以忽略其影响。因此，故障线路的五次谐波零序电流幅值比 非故障线路大且方向相反，由此可以选择故障线路。为了进一步提高灵敏度， 可将各线路的3，5，7次等谐波分量的平方求和后进行幅值比较，幅值最大的线 路选为故障线路。但是五次谐波的含量占基波的比例很小，且考虑到负荷中的 五次谐波源、电流互感器的不平衡电流和过渡电阻的大小，都会在一定程度上 影响选线的准确性。多次谐波平方和法虽然能在一定程度上克服单次谐波信号 小的缺点，但并不能从根本上解决问题。

(3)暂态能量法选线装置

为了有效减小测量误差和电流互感器不对称等因素的影响，定义每条线路 的零序暂态能量增量为单相接地故障前后的中性点电压和线路零序电流的差值 乘积在一个工频周期内的积分。监视中性点电压发现单相接地故障发生后，分 别计算各条线路的暂态能量增量。如果某一条线路的暂态能量增量为负数，并 且绝对值最大，则这条线路为故障线路；如果所有线路的暂态能量增量均为正， 则判断为母线故障。由于暂态过程持续时间较短，实现起来对硬件的要求较高。

(4)S注入法选线装置

S注入法选线原理不利用单相接地故障产生的信号。而是向系统注入外部信 号进行选线。通常从电压互感器二次侧注入电流信号，其频率取在各次谐波之 间，从而保证不被工频分量及高次谐波分量干扰。注人电流信号沿接地线路的 接地相流动，并经接地点入地，用信号探测装置对每一条出线进行探测，探测 到注入信1号的线路即故障线路。S注入法利用处于不工作状态的接地相电压互 感器注入信号，不增加一次设备，不影响系统运行。但是注入信号法也存在着 一些问题：注入信号的功率不够大。变换到高压侧的注入信号非常微弱，很难 准确测量；经高阻按地对。注入信号微弱面不易检测；弧光接鲍时谐波含量丰 富，注入信号极易受到干扰。

综上所述，对于电力电缆故障选线，现有的选线装置都有各自的局限性。

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