“S注入法”与电压互感器

1引言

在小电流接地系统中，对发生机率较高的单相接地故障，迅速准确地查找故障线路的方法有多种，大多是基于单相接地的故障量。而基于“S注入法”的选线定位保护在原理上有新的突破，根据该原理研制出的TY系列选线保护已大量运行于国内电力系统。本文介绍该保护在实际应用中所遇到的电压互感器的接线情况的分析。

2“S注入法”原理

“S注入法”是山东大学电力工程学院桑在中教授于1993年提出的一种用于小电流接地系统单相接地选线定位新原理。选线原理［1］如下：

“S注入法”是利用单相接地故障时原边被短接，暂时处于不工作状态的接地相PT人为向系统注入一个特殊信号电流，用寻迹原理即通过检测、跟踪该信号电流的通路来实现接地故障选线定位。注入信号电流的基波频率f0位于工频n次谐波与n＋1次谐波之间（n为正整数）。原理示意图如图1所示。

正常运行时，UAN＝UBN＝UCN＝57．7V，ULN＝0V，主机不输出信号电流。当发生单相接地故障时（以A相接地为例），UAN＝0V，UBN＝UCN＝ULN＝100V。主机根据PT二次电压的变化，自动判断为A相接地，并向AN输出信号电流，如图1中虚线（1）所示。此信号电流必然感应到PT原边，其通路如图1虚线（2）所示，此电流沿接地线路接地相流动并经接地点入地。可见，只有故障线路的故障相才有此信号电流。因此，用寻迹原理可判断出接地故障线路及接地点位置。

3“S注入法”与电压互感器接线分析

TY系列选线保护在运用实践中，常常遇到电压互感器的特殊接线方式，加零序PT就是最常见的一种，其接线如图2所示。

该接线中，将PT二次侧的开口三角直接短接，形成3n次谐波通路，并使A、B、C三相互感器零序阻抗为零。所加零序PT的变比为/。该接线利用了小电流接地系统单相接地故障时只有正序和零序分量的特点。根据对称分=量法，以A相接地为例，向量图如图3所示。UAN＝UBN＝UCN＝57．7V，ULN＝0V。当发生单相接地故障时，UAN＝0V，UBN＝UCN＝100V，U0＝ULN＝57．7V＋33．3V＝91V，正序、零序分布如图3所示。

图4为不加零序PT标准电压互感器接线［2］。当发生单相接地故障时，UAN＝0V，UBN＝UCN＝100V，3U0＝ULN＝100V，其电压分布如图4所示。

由以上分析可见，图2和图4两种接线，系统正常运行时，因只有正序量，没有零序量，两种接线完全相同。发生单相故障时，既有正序分量又有零序分量，图2接线PT二次侧零序电压U0＝91V，图4接线PT二次侧零序电压3U0＝100V，二者PT二次侧零序电压相差9V；正序电压完全相同，对该保护无影响，即图2和图4两种接线在故障选线定位方面等效，而加零序PT的接线方式增加了消谐功能。

4三相三柱电压互感器的妙用

最近，由江西互感器厂生产的由三相三柱式电压互感器与单相式零序电压互感器组合，如图5所示，构成了具有消谐功能的电压互感器组，主互感器的变比为，零序电压互感器变比为/。由于三相三柱式电压互感器铁芯零序磁阻为∞，所以三相互感器零序阻抗为零，不再需要三柱零序线圈短接。具体接线如图6所示。

可见，该新型PT用于TY系列选线保护时，既省去了外加零序PT，又使接线简单，还具有消谐功能，两者配合默契。

5结论

“S注入法”选线原理因为通过PT法注入信号电流，所以必须涉及各种电压互感器接线。上面分析的两种电压互感器接线方式，除具有绝缘监察，适合“S注入法”功能外，还具有消谐功能。