一种查找电网小电流单相接地故障的装置及其查找方法
【技术领域】
[0001]本发明属于小电流接地系统中接地故障排查领域，具体涉及一种查找电网小电流单相接地故障的装置及其查找方法。
【背景技术】
[0002]据统计资料表明，线路故障中70%的故障都是接地故障，而单相接地故障占小电流接地系统故障的80%以上。在小电流接地系统中，单相接地是一种常见的临时性故障，多发生在潮湿、多雨天气。发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可运行I?2h，这也是小电流接地系统的最大优点。但是若发生单相接地故障时电网长期运行，因非故障的两相对地电压升高1.73倍，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电。随着馈线的增多，电容电流也在增大，长时间运行易使故障发展成两点或多点接地短路，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，危害系统安全运行，所以必须及时找到故障线路予以切除。
[0003]目前，我国有一些比较成熟的小电流接地故障自动选线的装置及其查找方法，各厂家采用的原理方法各不相同，总结起来主要有两类:1.采用线路接地故障时系统产生的故障量，如母线产生的零序电压，接地线路的零序电流与非接地线路零序电流和零序电压比相等方法，来分析接地故障发生在哪一条线路;2、利用外部信号输入法，在系统发生接地故障时，采用外部设备输入信号源，并通过检测每条线路反馈信号，来分析接地故障发生在哪一条线路。两种方法均是先选择出接地故障线路，然后发出线路告警信号通知调度人员及运行人员处理。
[0004]但由于接地故障的复杂性，特别是小电流接地系统中，系统电容电流较大时选线准确度较高，但电容电流较小时选线准确度低。中性点经消弧线圈接地的配网当发生单相接地故障时，接地线路电量特征根据消弧线圈补偿方式的不同而表现出不同的特征，并且会出现接地线路与非接地线路具有相同电量特征的情况(如消弧线圈过补情况下)，使得多个选线原理已不再适用，小电流选线装置都相继退出了运行。因为在运行中常发生调度员按选线结果拉开相应线路时，发现不正确后又需要把线路送上，前后要停电3分钟，造成对用户不必要的停电。
[0005]因此，当变电站发生小电流系统接地时，往往要试拉多条出线才能找出真正接地的线路，这就使值班人员承担了很大的工作量，也使得设备接地时间较长，影响了非接地线路的正常供电，降低了供电可靠性，不利于电网设备的安全运行。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种及时准确、针对性强、安全度高的查找电网小电流单相接地故障的装置及其查找方法。
[0007]为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是: 一种查找电网小电流单相接地故障的装置，其关键技术在于:其包括零序CT/PT、自动拉路控制装置、控制模块及拉路序列表;所述零序CT/PT装设于小电流接地系统的各线路上，所述零序CT/PT的采样端与所述小电流接地系统的各线路上零序电流/电压端相连接，所述零序CT/PT的输出端接入所述自动拉路控制装置的信号输入端;所述自动拉路控制装置包括主控单元、数据采集及处理单元、开关位置输入输出模块和外部触发模块;所述零序CT/PT的输出端经数据采集及处理单元与主控单元相连接，所述主控单元的相应端与开关位置输入输出模块双向连接，所述外部触发模块的输出端接所述主控单元的的触发信号输入端;所述控制模块装设在所述小电流接地系统的中性点处，所述控制模块与所述开关位置输入输出模块双向连接;所述主控单元上设有输入所述拉路序列表的信号口。
[0008]进一步的，所述控制模块为在所述小电流接地系统中性点装设的可调电感、可短时投切电阻或可短时投切电容。
[0009]进一步的，所述数据采集及处理单元包括电流/电压互感器、放大回路和A/D转换电路;所述零序CT/PT的输出端接入电流/电压互感器的输入端，所述电流/电压互感器的输出端依次通过放大回路和A/D转换电路输出至所述主控单元。
[0010]进一步的，所述自动拉路控制装置还包括电源模块，所述电源模块与所述主控单元的电源端相连接。
[0011]进一步的，所述自动拉路控制装置还包括输入/输出设备，所述输入/输出设备包括键盘和/或液晶显示模块，所述输入/输出设备与主控单元连接。
[0012]进一步的，所述拉路序列表统计各变电站一年内变电站分路的单相小电流接地、跳闸总次数，所述拉路序列表按接地、跳闸总次数由多到少的次序进行排序;在发生小电流单相接地、跳闸时重新填写、更新所述拉路序列表，将更新后的所述拉路序列表输入自动拉路控制装置中。
[0013]—种利用查找电网小电流单相接地故障的装置的查找方法如下:
(1)发生小电流接地故障；
(2)将拉路序列表导入主控单元，所述主控单元读取拉路序列表:
统计各变电站一年内变电站分路的单相小电流接地故障总次数，并依此编制拉路序列表，并将拉路序列表导入所述自动拉路控制器；
所述单相小电流接地故障总次数为接地、跳闸总次数，所述拉路序列表按接地、跳闸总次数由多到少的次序进行排序；
在发生小电流单相接地、跳闸时应及时填写、更新该拉路序列表(一年统计一次)，实行动态管理，将更新后的拉路序列表输入自动拉路控制装置中；
(3)零序CT/PT进行采样，分析处理零序CT/PT的采样信号；
(4)自动拉路控制装置进行诊断是否符合动作判据；
按照所述拉路序列表确定的拉路顺序进行诊断，线路的诊断步骤如下:
a、零序CT/PT装设于各线路的分段断路器上，分别在系统发生单相接地前、后完成对各线路零序电流/电压的采样，并将采样信号送到自动拉路控制装置；
b、自动拉路控制装置通过控制模块在接地过程中改变系统零序阻抗等线路参数，比如控制消弧线圈小范围改变补偿度、短时投切电阻、短时投切电容等方法来实现对零序回路的控制;控制模块改变回路的时间一般每次维持2?3个工频周波即可。
[0014]c、零序回路的线路参数改变后，自动拉路控制装置再采集各线路改变后的零序电流，计算出线路参数改变前、后的各线路零序电流差值A Iq，并根据零序电流差值A 1对各线路进行排序，改变前、后零序电流差值最大的线路即为故障线路。
[0015]d、零序CT自动检测零序电流，测得的零序电流数据经滤波、隔离处理后传递给数据采集及处理单元;零序PT自动检测零序电压，测得的零序电压数据经降压、滤波和隔离处理后传递给数据采集及处理单元;数据采集及处理单元对零序电流和零序电压进行矢量计算和处理，得到零序电流、零序电压、零序电流超前零序电压的超前角，并根据零序电流、零序电压、零序电流超前零序电压的超前角判断单相接地故障发生的区段；e、在不接地系统中，当某分段开关检测到零序电流大于设定的门槛值、零序电压大于设定的门槛值时，如果零序电流超前零序电压的超前角为180?270°，则判断接地故障发生在该分段开关的负荷侧；当零序电流超前零序电压的超前角为O?90°时，则判断接地故障发生在该分段断路器的电源侧;在消弧线圈接地系统中，当某分段断路器检测到零序电流大于设定的门槛值、零序电压大于设定的门槛值时，如果零序电流超前零序电压的超前角为90?270°，则判断接地故障发生在该分段断路器的负荷侧；当零序电流超前零序电压的超前角为O?90°时，则判断接地故障发生在该分段断路器的电源侧。
[0016](5)若符合动作判据，由自动拉路控制装置进行试拉；
(6)在试拉完毕后，确认断路器已经断开，延时10秒，等待SCADA数据刷新；
(7)观察故障信号是否复归，若信号未复归，返回至步骤(3);
(8)若信号复归，则结束试拉。
[0017]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
本发明不受小电流接地系统中电容电流大小、接