微机综保装置小电流接地报警紊乱的原因分析

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摘要：以三山岛金矿西山配电站消弧及过电压装置造成综保装置小电流接地故障报警紊乱的原因分析，提出解决方案，彻底消除此类故障。

关键词：消弧及过电压装置；微机综保装置小电流接地原理；故障分析；故障排除措施

分类号】：TM862

故障现象：三山岛金矿西山变电站6kv配电系统中安装有消弧及过电压保护装置，在变电站自动化改造初期，没有投入消弧及过电压保护装置前，综保装置在小电流接地故障时，能够准确的检测和报警；当消弧及过电压保护装置投入运行后，当有小电流接地故障时，消弧及过电压保护装置动报警后，综保装置的小电流接地报警发生紊乱，无法判断是哪个回路发生故障，给值班人员查找故障回路造成了困难。

消弧及过电压保护装置的结构及工作原理：

一、结构

1. 电压互感器

为装置提供被保护系统的二次电压和辅助二次电压信号，亦可为继电保护装置和计量仪表提供电压信号。

2. 微机控制器

根据电压互感器提供的信号，判断故障类别（PT断线、金属接地、弧光接地）和相别，向控制室或上位机发出故障通讯信号，当发生弧光接地时向故障相真空接触器发出合闸命令。

3. 交流真空快速接触器

在接到微机控制器的动作命令后快速完成合闸动作，使弧光接地故障快速转化为金属性接地。

4. 三相组合式过电压保护器SHK-TBP

将相对地和相与相之间的各种过电压限制在设备绝缘允许的较低的水平。

5. 高压隔离开关

用来控制装置的投运和退出，在装置需要检修或调试时与系统隔离并形成明显的断开点。

6. 高压限流熔断器FU

当由于装置内部故障或人员误接线等原因导致装置误判断时，可在1～2ms之内快速实现截流，并将装置退出，避免造成两相短路的后果。

7. 零序CT和接地电流表

在装置动作时，通过接地电流表可较准确地读出系统的接地电容电流。

二、 装置的工作原理

正常运行时微机控制器不断检测PT提供的电压信号，一旦系统发生单相故障，PT辅助二次的开口三角电压迅速升高，微机控制器立即启动中断，并根据PT二次电压的变化，判断故障类型和相别。

如果是PT单相断线故障，则面板显示故障类型和相别，装置输出开关量接点信号，同时可通过RS485（或RS232）接口与微机监控系统实现数据远传。

如果是单相金属性接地故障，则面板显示故障类型和相别，装置输出开关量接点信号，也可根据用户要求由微机控制器向真空接触器发出合闸命令，同时可通过RS485（或RS232）接口与微机监控系统实现数据远传。

如果是单相弧光接地故障，则面板显示故障类型和相别，微机控制器向真空接触器发出合闸命令，真空接触器快速动作（5-10ms）将不稳定的弧光接地转化为稳定的金属性接地。装置输出开关量接点信号，同时可通过RS485（或RS232）接口与微机监控系统实现数据远传。

微机综保装置接收到回路出口的零序电流互感器电流信号，综保装置小电流接地报警启动值在0.08In-20In之间进行设置，小电流接地报警启动时间在0.00s-99.99s之间设置。当发生小电流接地时，零序电压的波动装置通过TV零序电压实时监测，实时监测小电流接地电流和零压启动情况分析是否发生小电流接地，如果综保装置检测到小电流接地发生通过网线直接传到后台微机系统，发出报警信息，值班员根据报警信息将故障回路退出系统，将小电流接地故障消除，保证供电系统正常。

故障分析

三山岛金矿西山变电站6kv配电系统，在变电站自动化改造初期，没有投入消弧及过电压保护装置前，微机综保装置在小电流接地故障时，能够准确的检测和报警；当消弧及过电压保护装置投入运行后，当有小电流接地故障时，消弧及过电压保护装置动作报警后，微机综保装置的小电流接地报警发生紊乱，所有回路全部报告小电流接地故障，无法判断是哪个回路发生故障，给值班人员查找故障回路造成了困难。经过对系统多次故障现象情况分析，6KV出线回路零序电流互感器变比全部是50/1，所有综保装置小电流接地保护参数全部设置为：小电流接地报警启动值在0.1In（一次电流实际是5A）；小电流接地监测方式为电流或电压；小电流接地报警启动时间设置为0.1s；当系统某一回发生小电流接地时，消弧及过电压保护装置，在（5-10ms）微机控制器向真空接触器发出合闸命令，真空接触器快速动作将不稳定的弧光接地转化为稳定的金属性接地；这时系统出现接地相零压发生，微机综保装置各回路全部报零压启动小电流接地发生。

由于三山岛金矿6KV 回路发生单相接地回路全部是井下高压电缆回路，因井下环境潮湿且线路长发生单相接地时基本是弧光接地故障，消弧及过电压保护装置在（5-10ms）时间就将不稳定的弧光接地转化为稳定的金属性接地；而综保装置的零序电流互感器监测的小电流信号监测还没有启动，零压就发生了，所以所有微机综保装置就报零压启动，造成无法判断哪个回路真正接地发生。

故障排除措施

根据分析发现：消弧及过电压保护装置的弧光接地转换为金属接地的时间是（5-10ms），我们综保装置的小电流接地保护启动的时间设置为0.1s（100ms），小电流接地监测方式为电流或电压；所以综保装置小电流接地装置没有启动，消弧及过电压保护装置就将弧光接地转换为单相金属接地，系统零压就发生，综保装置就检测为系统接地，所以所以回路全部报小电流接地发生。

因为消弧及过电压保护装置的弧光接地转换为金属接地的时间是（5-10ms），我们无法更改，只有将微机综保装置小电流接地保护进行重新设置，将小电流接地报警启动值在0.05In（一次电流实际是2.5A），小电流接地监测方式设置为（电流与电压），综保装置的小电流接地保护启动的时间设置为（0.00s），只要有零序电流发生就小电流接地报警启动不延时，只要有发生金属性接地后零压一启动，综保装置接直接就报哪个回路发生小电流接地故障发生，准确无误。这样彻底解决了消弧及过电压装置造成微机综保装置小电流接地故障报警紊乱的问题。

结束语

设备改造使用前一定要研究清楚各项保护功能的原理，减少安装使用中的相互干扰及制约。避免设备改造完后不能够发挥其应有功能，只有前期对项目进行系统分析、比较后才能减少使用中出现的不必要麻烦，更需要使用者对现场设备情况进行详细了解分析，才能解决问题。

文献：

《供配电技术》2007版 主编：李军 中国轻工业出版社出版

《进网作业电工培训教材》 主编：吕千 许公毅 等 辽宁科学技术出版社

《电力系统过电压》 主编：解广润 2011年8月5日