一、概述

工控機小電流選線裝置控制屏小電流接地系統是指中性點不接地以及經消弧線圈接地或高阻接地方式的電力系統，國內大部分66kV 及以下電網都采用這種接地方式。它的主要缺點是在發生單相接地故障時無法迅速確認問題出在哪一條線路上。由于這種故障引起的相電壓升高對系統的絕緣性能構成很大威脅，必須迅速查出故障線路并加以排除。

工控機小電流選線裝置控制屏“NCZM新型工控機小電流接地故障選線裝置” 是我公司技術人員在總結了各種小電流接地選線方案成功經驗和失敗教訓的基礎上，應用當代計算機測控技術的新理念和新方法，最終突破了“選線準確率偏低”這一長期困擾人們的難題，使選線結果真正具有了實用價值，選線準確率達到98%以上。

二、適用范圍

本裝置適用于3KV－66KV各種電壓等級，各種出線方式的中性點不接地或中性點經電阻、消弧線圈接地、母線上裝有消弧裝置（消弧柜）系統的單相接地選線，可廣泛用于電力系統的變電站、發電廠、水電站及化工、采油、冶金、煤炭、鐵路等大型廠礦企業的供電系統，能夠迅速可靠地指示出發生單相接地故障的線路。

三、NCZM系列選線裝置的技術特點

１.NCZM系列選線裝置實時采集系統故障信號，應用多種選線方法進行綜合選線，具體包括：智能群體比幅比相法、諧波比幅比相法、小波法、首半波法、有功分量法、能量法等。裝置通過粗糙集理論確定各種選線方法的有效域，根據故障信號特征自動對每一種選線方法得出的故障選線結果進行可信度量化評估，應用證據理論將多種選線方法融合到一起，限度地保證各種選線方法之間實現優勢互補。為了避免故障信號受到干擾而導致誤選，裝置采用了連續選線方法，每隔一定時間(1秒)重新采集數據進行分析，只要故障沒有消失，裝置的選線計算就不停止。

２.裝置具有故障錄波功能，可以提供故障前后的波形，包括故障發生前的一個周期和故障發生后五個周期的波形，可保存現場故障錄波數據和選線結果20萬次。裝置自動檢測，將存滿一年的數據自動刪除；用戶也可以隨時刪除歷史紀錄。

３.裝置具有控制輸出功能，可與斷路器跳閘回路相連，實現選線后的故障切除，也可與自動重合閘結合。

４.適用于中性點不接地、經固定消弧線圈接地、經自動調諧式消弧線圈接地和經高阻接地等接地方式；適用于母線加裝消弧裝置的系統；適用于不同電壓等級(66kV、35kV、10kV、6kV、3kV)的系統。

５.用戶在定貨時可依據系統電容電流大小，選擇內置電流互感器的一次抽頭 ，保證系統電容電流較小時，裝置無死區，電容電流較大時，無飽和。

６.裝置能準確識別直接接地、經電阻接地、經弧光接地、間歇性弧光接地等復雜的故障類型，在現場工作人員的配合下可以解決不同線路兩點同相接地故障問題。

７.選線裝置具有自檢功能，死機自動恢復功能，并能監視各線路出去口處一次接地電容電流和各段母線零序電壓。

８.選線裝置具有與遠動裝置的接口功能，可以提供遙信無源節點、標準RS232、485、422串口接口。裝置采用標準CDT規約。

９.裝置根據各段母線的零序電壓變化自動判斷系統運行方式，即各段母線并列運行或是分段運行。

10.對于各種原因導致的意外斷電，裝置無須值班人員啟動，當再次通電時，裝置自動啟動，給無人值守變電站帶來很大的方便。

11.NCZM系統裝配備看門狗電路，確保工控機連續穩定運行。

10.系統采用Windows 2000 操作系統，具有良好的人機對話功能，易于操作人員掌握使用，運行穩定。軟硬件的擴展功能能力強，適于二次開發。

四、NCZM系列選線裝置的技術參數

1.裝置電源額定工作電壓：交流220V、50Hz或直流220V；

2.裝置功耗：＜500W；

3.接入裝置的母線PT二次零序電壓：≤交流150V；

4.接入裝置的線路CT二次零序電流：交流1A（基本配置）—5A可調；

5.接入裝置的出線CT最小二次零序電流：交流2mA；

6.裝置動作啟動電壓：交流1—100V可調（默認設置交流15V）；

7.母線段數：1～6段；

8.選線回路：1～56路；

9.裝置完成一次綜合判據選線時間：30-200ms；

10.開關量輸出常開觸點容量：直流220V，2.5A；

11.同RTU和綜自站通信方式：硬節點或串接 RS232、485、422，通信規約采用標準CDT規約；

12.環境溫度：－10℃～+55℃；

13.濕度：≤90％；

14.大氣壓力：80～110Kpa；

15.標準：滿足DL/T872-2004；

五、選線原理

該裝置在選線原理上突破了傳統選線裝置采用單一判據或幾種判據機械羅列的缺陷，采用了綜合判據選線理論與方法，采用測度理論和證據理論，引入可信度及加權系數兩個指標，對每一種選線方法在不同運行方式和故障下選線結果的可信度做量化評估，根據可信度確定一個加權系數，構造一個判據函數，應用模糊決策理論，確定選線結果。本裝置綜合應用了以下選線方法：

１．基波群體比幅比相法

對小電流接地系統，當系統發生單相接地時，故障線路零序電流等于所有非故障線路零序電流之和，故障線路零序電流方向與非故障線路零序電流方向相反（相位相差180°）。 本裝置根據上述原理形成了基波群體比幅比相判據，考慮到不能安裝零序電流互感器的架空線路的零序電流由三相CT合成，CT變比不同及CT的測量誤差導致依靠零序電流幅值判斷接地線路可靠性很低，因此本裝置以相位做主要判據。

2 ．五次諧波法

對于中性點經消弧線圈接地系統，由于消弧線圈不能對諧波進行補償，系統中五次諧波含量，因此可以采用系統中五次諧波分量比幅比相進行選線。

３．首半波法

根據發生故障的最初半個周波內，故障線路零序電流與正常線路零序電流極性相反的特點，比較首半波的零序電流極性進行故障選線。

４．小波法

小電流接地選線判據可分為暫態判據和穩態判據，暫態判據是利用系統接地瞬時的暫態數據進行選線，穩態判據則是利用系統接地過渡過程完成后的穩態數據進行選線，系統接地時暫態信號的幅值比穩態信號大，信噪比高，本裝置采用了暫態判據，進行接地故障選線。

５．電流抽樣法

對于自動調諧的消弧線圈，由于自動調諧消弧線圈自動跟蹤系統電容，正常情況下消弧線圈處于過補償狀態，發生接地后自動調諧到全補償狀態，減小接地電流，電流抽樣法利用調諧前后的零序電流變化進行選線，首先將調諧前后的零序電流折算到一個電壓，然后比較各條線路的零序電流變化量，變化量的就是故障線路。

６．零序有功分量法

??對于中性點經消弧線圈接地系統，消弧線圈不能補償零序電流有功分量，因此故障線路零序電流有功分量與正常線路零序電流有功分差相位相反，并且故障線路零序電流有功分量幅值大，通過計算能量函數E=∑U0(K)I0(K)的值來體現有功分量的大小和方向。