我國配電網中性點的運行方式，目前普遍采用不接地方式，這種運行方式的缺陷是：當10 kV配網系統發生線路單相接地時，形成小電流接地，使配網的未接地線路的對地電壓升高，如圖1，圖中假設接地相為A相，此時未接地的10 kV母線B相、C相的對地電壓，遠遠高于10 kV母線相電壓的額定值。由于非故障相電壓升高，使整個配電系統承受長時間的工頻過電壓，對配電系統的設備及人身安全是極不利的。為了快速切除非瞬時性單相接地故障線路，提高配電系統的可靠性，保證配電系統設備及人身安全，變電站綜合自動化系統中，配備有10 kV線路接地選線系統，用于判別及切除非瞬時性單相接地故障線路。

1 接地選線原理

當10kV配網系統發生單相接地故障時，故障相中負序及零電壓方向與正序電壓方向相反，正序、負序及電流方向相同，且零序電流方向滯后零序電壓約90°o故障相中零序功率由線路流向電源側，非故障相中零序功率由電源側流向線路。所以，中性點不接地配網系統中，發生單相接地故障時，系統中的電壓電流有以下特定關系：

·在非故障線路中3I0的大小，等于本線路的接地電容電流。

·故障線路中3I0的大小，等于所有非故障線路I0（接地電容電流）之和，接地故障處的電流大小，等于所有線路的電容電流的總和。

·非故障線路的零序電流以超前零序電壓90°

·故障線路的零序電流與非故障線路的零序電流相差180°

根據以上對中性點不接地10kV配網系統發生單相接地故障特點的分析，可知判定接地線路的一般數學依據是：

·接地線路的零序功率由線路流向母線。

·接地線路的I0幅值最大，且滯后3U0，相角約90°

·如無接地線路，判斷為母線接地。

2 10 kV線路接地選線的兩種實現方法

現有的變電站綜合自動化系統中，10 kV線路接地選線功能主要有兩種實現方法：一是基于綜合自動化系統的分布式接地選線系統，二是基于智能化自動調諧式消弧系統的專用接地選線系統。

2.1 綜合自動化系統的分布式接地選線系統

綜合自動化系統的分布式接地選線系統的結構見圖2。接地選線系統的一般工作原理是：分散采集，集中判別。即10 kV線路3U0、3I0的采集測量工作，由10 kV線路保護測控裝置完成，并上送接地選線系統，接地選線系統軟件，根據各10 kV線路保護測控裝置的測量數據，進行集中判別，最終判定接地線路，并根據系統定值切斷接地線路，實現小電流接地故障切除。

在這一系統中接地選線的具體實現過程如下：10 kV母線TV開口三角電壓及10 kV線路零序電流，分別接入10 kV線路保護測控裝置，由10 kV線路保護測控裝置實時采集測量線路的3U0、3I0，并計算出穩態的3U0、3I0向量，當母線TV的開口三角電壓越限時，由10 kV線路保護測控裝置撿出，并通過站內通信網向接地選線系統發出"零序過壓告警"信號，接地選線系統收到"零序過壓告警"信號后，啟動接地選線功能，系統通過綜合自動化系統的通信網絡，收集同一母線上各線路零序電壓和零序電流相關量值，根據向量計算短路功率方向，同時比較電流大小，從而判別接地的故障線路。這期間，接地選線軟件多次收集數據，直到確定接地線路。接地選線軟件在確定接地線路后，通過通訊網向接地線路所在的保護裝置發送選線信號，接地線路所在的保護裝置，在收到接地選線軟件的選線信息后判定線路接地，并通過通信網絡向當地監控系統發"線路接地告警"信號，從而實現線路接地功能。

當站內通訊網出現故障時，發生接地告警的保護裝置，如果在預定的時間內，收不到接地選線軟件的任何詢問信息，則保護裝置根據零序功率方向自行判別并報線路接地告警。

對于一些中性點不接地10kV配電系統，如果10kV電纜出線較多，當單條線路發生單相接地故障時，其余非故障線電容較大，此時故障線路接地零序電流較大，10kV線路保護測控裝置就可采用零序電流直接跳閘的方式切除故障線路。

2.2 智能化自動調諧式消弧系統的專用接地選線系統

智能化自動調諧式消弧系統的專用接地選線系統，見圖3。其主要由10 kV接地變、消弧線圈控制單元線路接地檢測裝置。接地變中性點電壓、電流以及10 kV線路的零序電流均接入線路接地檢測裝置，線路接地故障檢測裝置，實時采集系統中性點電壓、電流的幅值和相位，并測量配電網的電容電流，自動識別系統中永久性接地故障和瞬時性接地故障。當配電系統發生瞬時性單相接地故障時，線路接地故障檢測裝置，檢測接地容性電流，并通過消弧線圈控制單元，快速輸出相應感性補償電流，補償接地容性電流，使配網接地故障自動恢復。對非瞬時性單相接地故障，在消弧線圈補償接地容性電流的同時，線路接地故障檢測裝置，采用零序電壓和零序電流突變量和零序功率方向等綜合判據，快速準確判斷接地線路，并切除故障線路。在消弧線圈退出和無消弧線圈的情況下，線路接地故障檢測裝置，采用零序電流相對值和功率方向綜合判據，也可獨立運行并快速準確地選出接地線路。

基于智能化自動調諧式消弧系統的專用接地選線系統，采用快速動作的消弧線圈作為接地設備，以多CPU技術進行系統并行控制。線路接地故障檢測裝置與配電網快速消弧系統配合工作，自動跟蹤配電網的變化，所以系統可以使補償與接地選線同時進行，從而實現對配電網單相接地故障進行全過程智能化處理。

當然，線路接地區故障檢測裝置也可以單獨設計，獨立于消弧線圈運行。這時線路接地故障檢測裝置安裝，接入的不再是消弧線圈中性點的U0、3I0，而是10kV母線TV的開口三角電壓3U0。

3 結論

綜上所述，以上兩種系統相比各有其優缺點。綜合自動化系統的分布式接地選線系統造價低，但要與綜合自動化系統設備（通訊處理器、10 kV線路測控保護裝置等）配合，才能完成接地選線功能，且判定接地線路的時間較長，不能處理瞬時性接地故障。與之相比，智能化自動調諧式消弧系統的專用接地選線系統有明顯的優勢，一是采用快速動作的消弧線圈作為接地設備，消弧線圈可快速輸出感性補償電流，實現對接地容性電流的快速補償，從而使配電系統在發生瞬時性單相接地故障時，自動恢復正常。對非瞬時性單相接地故障，在消弧線圈實現補償的同時，快速準確判斷接地線路并切除故障線路。雖然，智能化自動調諧式消弧系統造價高，但它集接地檢測和補償于一體，極大地提高了配電網的安全運行及供電可靠性，所以在變電站綜合自動化系統中日益得到廣泛應用。