摘 要：本文简单介绍了基于小电流接地故障信号注入诊断法接地信号源的原理、组成、启动判断流程及阻值选取，结合仿真结果说明接地信号源在小电流接地故障判断中的作用，最后分析得出接地信号源的接入对电网没有负面影响。关键词：小电流；接地故障；接地信号源中图分类号：TM473 文献标识码：A目前配电网多采用小电流接地系统，这类系统发生单相接地故障时，因故障电流较小，故障特征复杂，使得故障点的查找非常困难。目前小电流接地系统单相接地故障的定位，主要通过装在变电站内的信号源检测到故障信息后，对故障相施加特定信号，通过检测此特定信号来实现故障定位，此方法得到了较广泛应用，因此接地信号源的稳定性及对电网的影响成为十分关心的问题。1信号源工作原理基于小电流接地故障信号注入诊断法接地信号源结合小电流接地系统单相接地故障的特点，通过检测注入的信号的特征来实现故障选线和故障点定位的。当线路上任何一点发生单相接地故障时，装在变电站内的接地信号源检测到故障信息后，首先判断出故障相，然后对故障相施加特定信号，安装在架空线路上的探头检测流过本线路的特定信号，若满足故障特征则探头起动，给出红色显示，同时发出一无线编码信息。在电缆线路，安装的特殊零序CT可以检测到这个特别的信号电流，驱动面板型故障指示器显示，同时驱动电子开关动作。2信号源构成接地信号源系统由两部分组成：电阻柜和PT柜。（1）电阻柜：主要包括电流互感器、断路器（或负荷开关）、电阻器、熔断器、柜体、控制单元及相关附件。（2）PT柜：电阻柜安装在变电站外部，无法获得变电站内的供电电源，因此其电源需额外设置。PT柜作为电阻柜的辅助设备，为电阻柜提供工作电源及测量用电压信号。3信号源启动判断信号源装置启动方式采用母线零序电压作为主判据，各特征量选取为如下：（1）主判据：此判据基于母线零序电压幅值分量，设为：U0> Uk。其中U0为当前母线零序电压幅值，UK为整定值。（2）辅助判据：此判据基于相电压幅值分量，设为：K= Umin/Umax。其中Umin =Min（Ua， Ub， Uc） ，为故障相电压；Umax =Max（Ua， Ub， Uc），为非故障相最大电压。根据《中国南方电网城市配电网技术导则》，10kV配电网母线允许电压偏差为0～+7%，K应小于10/10.7=0.93。PT断线可能会导致装置误判为故障情况，因此增加PT断线判断，判断断线后需闭锁启动判据。三相断线或失压不会满足启动判据的条件，所以可以不判。4信号源启动流程接地信号源装置利用零序PT获得变电站10kV母线零序电压，并将其作为信号源装置启动主判据，户外信号源装置控制系统根据实时的采样结果，检测到零序电压的变化，依据启动判据判断单相接地故障发生，经延时后投入电阻器，电阻器投入保持一段时间，保持时间计时结束后切除电阻器，经延时后第二次投入电阻器，再经过保持时间后再次切除电阻器，完成整个的电阻器投切操作。整个操作过程从判定故障发生到操作完毕历时一个周期，如下图4-1.图4-1接地信号源装置启动过程通过上述操作，接地信号源装置为故障指示器提供特征电流量进行故障判定。5信号源装置接地电阻的阻值选取限制电阻器的阻值因素很多，概括起来基本有如下几类：（1）特征量值：电阻器阻值不能太大，以免投入后特征量值太小，容易造成系统选线定位困难；（2）系统安全：投入电阻后不应因电流过大造成继电保护设备动作跳闸；如果接地电阻器安装于开闭所，应该防止开闭所周围接地电压和跨步电压过高，危害人身安全（变电站设计中通常已考虑大电流工作接地安全，此处无需重复考虑）；（3）现场条件：包括变电所是否有接地变，是否允许在接地变中性点上安装接地信号源装置，线路上是否装备具有开短短路电流能力的断路器等；（4）成本：接地信号源的一次设备均需新装，应充分考虑成本因素。选取合适的接地形式和电阻器阻值必须充分考虑以上各因素，其中有些还相互制约，必须综合评价，谨慎选择。在电阻器经中性点接地情况下，假设接地电阻器电阻值为0，通过仿真计算可以获得流过接地点和电阻器的最大电流，如图3-8所示。图5-1 中性点投入电阻器后流过的最大电流由仿真计算结果可得以下结论：（1）各种电阻器经中性点接地方式下，最大故障电流均随着接地电阻增大减小；（2）脱谐度增大对各种电阻器接地方式下最大接地电流的影响均不大。接地信号源的电阻配置可根据《DL/T 621-1997交流电气装置的接地》标准进行分析，计算最大接地电流、确定接地电阻值以及校验接触电压与跨步电压。当电阻器接于变电站中性点时，变电站接地安全在设计时已考虑在内，此处无需再考虑接地安全，电阻器应该选择较小阻值，以提高特征量检验的灵敏度，如果电阻器阻值选择过大，将影响特征量的识别。6、信号源投入的效果图6-1为单相接地故障发生时，接地信号源投入及切除后的电流波形图。从图中可以看出，当单相接地故障发生时，零序电流及故障相电流变化不十分明显，当接地信号源投入电阻器后，零序电流分量和故障相电流量发生了较为明显的改变，通过对电阻器投入时间进行合理设定，可产生特征鲜明的故障电流特征量，智能故障指示器通过检测该特征量，可以准确的判断出单相接地故障。7、信号源投入对电网的影响由于信号源短时投入，在系统的中性点短时接入一个纯阻性负荷破坏了接地时出现的谐振条件，这样降低了发生单相接地时系统过电压的幅值和谐振影响，减少了对信号源发出的特殊信号的干扰，增加了故障指示器在检测单相接地故障的正确性和选择性。同时，由于信号源是纯阻性的，它的接入在发生接地后不但不会增加接地过电压值，反而降低了接地时中性点的电压值，具体降低值与系统的消弧线圈参数和配电网参数有关。另外由于信号源是纯阻性的，此时在接地点的有功电流与电源电压同相，当电流过零电弧熄灭后，恢复电压与电源电压相同，此时恢复电压的速度较低，所以由于信号源的接入还减少了电弧重燃的机率。结语当单相接地故障发生时，通过利用接地信号源对电网注入信号，零序电流分量和故障相电流量发生了较为明显的改变，通过对电阻器投入时间进行合理设定，可产生特征鲜明的故障电流特征量，智能故障指示器通过检测该特征量，可以准确的判断出单相接地故障。同时根据分析，接地信号源的接入没有对电网产生不良影响，相反信号源的接入降低了接地时中性点的电压值，减少了电弧重燃的机率。参考文献[1]桑在中，张慧芬，潘贞存等.用注入法实现小电流接地系统单相接地选线保护[J].电力系统自动化，1996，20（2）：11-12.[2]桑在中，潘贞存，李磊，张慧芬.”S注入法”选线定位原理及应用[J].中国电力，1997（30）：44-45，62.[3]孙镇华， 侯义明.单相接地故障指示器检测原理分析[J].全国电网中性点接地方式与接地技术研讨会论文集，2004（27），211-213.