ZL-GK2018工控机型小电流接地选线装置

一、ZL-GK2018选线装置的用途及特点

1.1 用途

ZL-GK2018选线装置既可应用于传统的变电站也可应用于新型的数字化变电站。对于多种等级电压(66kV、35kV、10kV、6kV、3kV)系统的中性点不接地或中性点经高阻、消弧线圈接地的变电站线路单相接地故障进行准确选线。适用于多种运行方式（不仅能够适用于单母线运行方式还能够适用于多母线并联运行、分段运行、环网供电等特殊运行方式）；适用于多种线路（架空线路、电缆线路或架空电缆混合线路）。

1.2 特点

装置能准确识别直接接地、经高阻接地、弧光接地、间歇性弧光接地等复杂的故障类型。

选线装置采用多种选线方法，具体包括：智能群体比幅比相法、谐波比幅比相法、小波法、首半波法、有功分量法、能量法。

7"超大彩色触摸屏, 采用Linux操作系统，汉字输入，人机界面友好，操作方便。

连续选线技术的应用，速度高达每秒3-6次。

选线装置具有不平衡过滤功能，提高选线的准确性。

选线装置能够自动判断母线运行方式(并列或分段)。

选线装置可以设定零序电压和零序电流故障启动值，通过零序电流故障启动值设定可以避免开闭所误动作。

选线装置可以设定故障跳闸延时时间，确保上下级开闭所选线跳闸的正确性。

针对消弧柜，使用暂态法选线，只利用故障后10ms以内的数据避免消弧柜动作给数据带来的干扰。

选线装置具有故障录波功能，可保存现场故障录波数据和选线结果20000次，用户可根据现场情况和装置存储能力自行更改录波和选线结果次数。

选线装置采用嵌入式工业控制机平台，性能稳定。

易安装（各种卡、板采用插拔式）、易维护（无需风扇、无任何机械部件）、低功耗（质量轻、体积小）、扩展性强。

二、ZL-GK2018系列选线装置的工作原理

本装置融合了多种方法进行综合故障选线，每种方法针对不同信号都具有自己的优势，多种选线方式进行综合故障选线能够充分发挥各种方法的综合优势。

21 智能群体比幅比相法

智能群体比幅比相法的基本原理是：对于中性点不接地系统，比较母线的零序电压和所有线路零序电流的幅值和相位，故障线路零序电流相位应滞后零序电压90°并与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。传统比幅比相方法在信号处理、抗干扰和有效域方面存在一定的缺陷，智能群体比幅比相法采用高性能数字滤波器，对信号进行有效的数字滤波处理，提取出了更可靠的信号成分，提高了选线正确性。

2.2 谐波比幅比相法

谐波比幅比相法的基本原理是：对于中性点经消弧线圈接地系统，对谐波分量来说消弧线圈处于欠补偿状态，如果线路零序电流中含有丰富的谐波成分，则比较所有线路零序电流谐波分量的幅值与相位，故障线路零序电流幅值较大且相位与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。谐波选线方法采用有效的数字滤波手段，提取出能量谐波频带范围上限，避免了提取单一谐波频率而导致的误差。

2.3 小波法

小波分析是一门现代信号处理理论与方法，它能有效地分析变化规律不确定和不稳定的随机信号，能够从信号中提取到局部化的有用成分。利用小波提取单相接地故障暂态信号的选线思路近年来很受重视，国内外刊物上也见到几篇研究该方法的文献。当时这些方法只停留在理论研究水平上，没有达到实用化程度，也没有应用实例。经过几代选线人员深入的理论研究和大量的实验分析与改进，小波选线方法现已广泛应用于以工控机为硬件架构的选线装置中。

小波选线方法利用单相接地故障产生的暂态电流和谐波电流作为选线判断的依据。由于小电流接地电网单相接地故障等值电路是一个容性通路，故障的突然作用在电路中产生的暂态电流通常很大，特别是发生弧光接地故障或间歇性弧光接地故障情况下，暂态电流含量更丰富，持续时间更长。暂态电流满足在故障线路上的数值等于在非故障线路上数值之和且方向相反的关系，可以用来选线。由于电网中的暂态信号呈随机性、局部性和非平稳性特点，因此利用暂态信息选线的主要困难是，如何准确地提取有用的暂态信号、如何合理地表示信号并构造出能适应信号特点的选线判据。小波选线方法很好地解决了这些问题，使暂态信号得到了充分利用。

小波选线方法的优点是，一、该方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的电网都适用；二、该方法特别适应于故障状况复杂、故障波形杂乱的情况，这与稳态量选线方法形成优势互补。

2.4 首半波法

小电流接地电网单相接地故障产生的暂态电流虽然很复杂，但是发生故障的开始半个周波内，一定满足故障线路零序电流与正常线路零序电流极性相反的特点，因此可以通过比较首半波的零序电流极性进行故障选线，该方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的电网都适用。

2.5 有功分量法、能量法

这两种方法的原理相同，对于中性点经消弧线圈接地系统，消弧线圈智能补偿零序电流的无功分量，不能补偿零序电流的有功分量，因此故障线路的零序电流的有功分量与正常线路极性相反，可以用这个特点进行选线。由于有功分量的含量较小，所以装置采用零序电流与零序电压的乘积，即零序能量来度量零序电流的有功分量，实际上是把有功分量进行了累加，零序能量很大的线路就是故障线路。

2.6 有效域技术

对于不同的故障信号特征，各种选线方法都有一定的适用条件。当适用条件满足时，该选线方法选线结果一定正确，否则，选线结果可能出现错误。我们称选线方法能够可靠选线的适用条件为该方法的有效条件，满足有效条件的故障区域，称为该选线方法的有效域。

我们对每一种选线方法都界定了有效域，当一个故障落在某方法的有效域内时，该方法对该故障的选线结果一定是正确的，否则给这种方法的选线结果乘以一个系数n(0

2.7 连续选线技术

连续判断技术是针对小电流接地系统单相接地故障中故障信号微弱、容易受干扰的特点而采取的技术措施。该技术不完全依赖于一次判断的结果，而是综合考虑全过程的情况。装置在故障没有消失的情况下每隔1-5秒钟重复进行选线计算，直至故障消失，这样可以有效地排除少数几次误判。