中性点接消弧线圈后对漏电保护的影响及对策

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经消弧线圈接地系统的漏电保护方法:

1、5次谐波分量法

当单相故障时，由于故障点、线路设备的非线性影响，在故障电流中存在着谐波信号，其中以5次谐波为主。经消弧线圈接地系统的消弧线圈是按照基波计算的，消弧线圈相当于处于开路状态。可忽略消弧线圈对5次谐波产生的补偿效果，所以对5次谐波来说还是满足零序功率方向保护的原理的。利用5次谐波电容电流和5次谐波零序电压的功率方向可以解决消弧线圈接地系统漏电保护的问题。但是故障电流中5次谐波含量较小(一般情况下小于故障电流10%)，且受电流互感器不平衡电流和过渡电阻的影响，保护的准确度也不是很稳定。

定值投入方法与零序功率方向保护定值投入方法相似，只是五次谐波零序电流定值是零序功率方向定值的10%左右。

2、零序有功分量法

由于有功电流只流过故障线路，与非故障线路无关，因此，判断零序基波电流的有功分量和有功功率的大小可以准确的找出接地故障线路。为了加强故障特征即故障支路的有功分量，甚至利用串联或并联在消弧线圈支路的阻尼电阻在接地后短时间继续工作来提高选线灵敏度。

有功分量是区分故障支路与非故障支路的一大特征，但是有功分量的精确提取却比较困难，对每一条出线而言，有功和无功的比率是很小的。有功大概只有无功的10%，假如考虑零序电压和零序电流两个量的采样误差以及短线路故障时零序电流幅值较小的影响，同时在有过渡电阻接地时零序电压可能只有相电压的50%以下，有功分量法的灵敏度会大大降低。假如采取阻尼电阻短时工作在故障情况下的作法，有两个弊端，其一对阻尼电阻的安全性是一个威胁，其二也影响消弧线圈的补偿，不利于电弧熄灭。

定值计算和投入依据：

A. 按下式算出有功功率值： Pa=1

T?t?T

tU0（t）·I0（t）·dt

式中T为积分周期。

B. 按下述原则判定接地线路：

对接地线路：┃Pa┃ ? Pozd

未接地线路：┃Pa┃< 0.2-0.3·Pozd

Pozd=0.5·Pqa。

Pqa为消孤线圈的有功功率损耗。

本判据之所以准确,是因为在出现接地故障时,未接地线路的零序电流为电容电流,其相位超前零序电压90度,没有有功功率。而接地线路的零序电流为感性电流,因为消孤线圈有有功功率损耗,再加上接地点电弧的有功功率损耗,所以一定有有功功率,并且可以满足┃Pa┃ ? Pozd的要求。

3、暂态分量法

暂态分量法可分为首半波和小波分析法，首半波法是基于接地发生在相电压接近最大瞬间这一假设，此时故障相电容电荷通过故障相线路向故障点放电，故障线路分布电容和分布电感具有衰减特性，该电流不经过消弧线圈，所以暂态电感电流的最大值相应于接地故障发生在相电压经过零瞬间，而故障发生在相电压接近于最大值瞬间时，暂态电感电流为零。此时的暂态电容电流比电感电流大得多。利用故障线路暂态零序电流和电压首半波的幅值和方向均与正常情况不同的特点，即可实现漏电保护正确动作。但这种方法存在前提条件是故障需发生在相电压接近最大值瞬间，不利于在具体工程中实施。

基于小波分析法是利用小波分析可对信号进行精确分析，特别是对暂态突变信号和微弱信号的变化比较敏感，能可靠地提取出故障特征。小波变换是把一个信号分析成不同尺度和位置的小波之和，利用合适的小波和小波基对暂态零序电流的特征分量进行小波变换后，易看出故障线路上暂态零序电流特征分量的幅值包络线高于非故障线路，且其特征分量的相位也与非故障线路相反，这样就构造出利用暂态信号进行漏电保护的判据。但井下供电系统的实际运行是复杂多变的，需综合分析母线零序电压和各出线零序电流的小波变换参数，才有助于对故障线路的准确判断。

4、“S注入法”理论

即通过电压互感器二次绕组向一次绕组反送电的方法，从低压侧向高压母线中注入一个交流异频电流信号；再对每一条线路中该电流信号的大小进行检测、对比，最后判断选择出故障线路。但装置向高压系统中所能“注入”的信号能量有限，电流太小，与供电电力系统的大电流相比显得是微不足道的，实际上系统中的谐波干扰信号比它大的多；另外它受故障点接地电阻的影响，当故障点为高电阻接地时，流过故障线路的信号电流就很微弱，其它非故障线路若较长时，反而比故障线路的电流信号还要强许多倍，很容易造成误判断。

5、保护投入建议

1）建议选择 “零序有功分量法”，这种方法是目前经消弧线圈接地系统漏电保护的常用方法。

2）必须对投入使用的零序电流互感器进行性能测试（变比误差和角度误差），误差太大的进行更换以保证漏电故障动作的准确性。

3）零序有功功率保护投入，终端线路投入跳闸可以设置小延时已避免因干扰引起的误动，变电所的进线与馈出按时间级差投跳闸（可设置0.15S）防止出现漏电越级故障。

4）零序有功功率定值的计算建议参考上述消弧线圈的有功功率损耗设置（矿方已确定更换消弧线圈，则建议在更换让消弧线圈厂家提供有功功率损耗），也可参考实际单相接地后产生的零序有功功率的值来投入。

5）建议矿上做实际漏电试验来验证漏电保护动作的可靠性，通过实际动作采集数据调整更准确的动作值，如果现有开关的零序电流互感器不满足需求，则需要更换零序电流互感器。