1. 當前技術現狀

目前，世界上各國電網的輸電線變壓器中性點接地方式，分為直接接地系統和非直接接地系統，在我國，110kV以上的高壓輸電線路變壓器的中性點直接接地，110kV以下為低壓線路，三相變壓器中性點采用消弧線圈或高阻接地裝置接地，稱之為小電流接地系統，稱之為配網。配網靠近最終用戶，易發生事故。根據國家電網的技術統計，單相接地故障約占配網故障的80%。發生單相接地時，允許帶故障運行2小時，若2小時后仍不能排除故障，必須全站停電，不僅影響電網的經濟效益，也嚴重影響相關用戶的效益和安全。但由于配網單相接地故障電流小，目前的單相接地故障檢測裝置的檢測準確率不高（低于70%），接地電流如小于10安培，無一家檢出。這與當前裝置的檢測原理有關。

目前市場上的單相接地故障檢測方法主要有穩態分量法、諧波分量法、暫態法、小波法等，以上方法所分析和檢測的參量主要是線路電流和零序電流。與以上方法所不同的是，Feeder采用的是基于“軟地”理論。

所謂“軟地”是指，變電站接地網體是一個對地電阻和對地電容的并聯環節，這個對地電阻比現在所測量的接地電阻大得多（一般大兩個數量級），配電網發生單相接地時，之所以接地電流較小，就是因為這個對地電阻的限流作用限制了回路電流，以10kV線路為例，如變電站接地網的對地電阻為150歐姆，故障點的對地電阻也按150歐姆計算，則最大短路電流為33安培，完美地解釋了配網的單相接地電流何以為“小電流”，與當前的經驗數據完全吻合?！败浀亍崩碚搹浹a了當前接地理論的一個空白。

Feeder以“軟地”理論為基礎，采用了中性點電流和相電流同步檢測及相關判斷法。當發生單相接地故障時，故障相電流經故障點和變電站接地網構成了一個額外的電流回路，中性點突增電流與故障點的對地電流大小相等，同步發生，Feeder以此作為故障選線判據。

采用Feeder檢測裝置，可取消當前所采用的消弧線圈、高阻接地裝置、小電阻接地裝置等傳統措施，減化了配網接地的復雜性，且安全性更高，有望徹底解決配網單相接地這一難題，對電網企業和社會都具有重要意義。

2. Feeder的與眾不同的檢測原理

本裝置采用了如下獨特檢測原理和方法：

（1）基于“軟地”理論

根據“軟地”理論，配網變壓器三相繞組中性點宜接獨立接地網，如采用獨立的標準化接地網，其對地電阻是可控的，范圍可控制在150~500Ω。增大對地電阻有利于減小對地電流，增大接地安全性。裝置如仍采用現有的變電站接地網，也是可以的，但其對地電阻不標準、不可控，影響裝置靈敏度。

（2）對地電流測量

由精密電流傳感器測量中性點的“小電流”。

（3）中性點對地電流與相電流同步突變檢測

中性點對地電流突變是因為發生了單相接地故障，其幅度與故障點的對地電流相等，因此可作為單相接地判據。檢測原理如下圖所示：

1—配網變壓器

Y—變壓器低壓側星型接法中性點  

X—接地故障點

Rx—故障接地體的內阻

G—大地（零電位）

R、C—中性點接地網對地電阻和對地電容

R₁、C₁—故障點接地體的對地電阻和對地電容

Ia、Ic、I₀—A相、C相、中性點電流互感器電流

3. Feeder的系統結構

Feeder系統包括三部分，從上到下分別為，監控主機（PC + 智能手機）1套，控制器1個，智能電流檢測模塊N個，中性點電流互感器1個。其中，監控主機提供人機界面和管理，手機APP通過GPRS公共網絡可實時掌握設備運行狀態?？刂破魇且慌_嵌入式工控機，實現數據接口、和更高智能的邏輯組態運行檢測。

1）三路智能電流檢測模塊      

·工作電源：24VDC

·電流輸入：A相電流，C相電流，中性點電流

·開關量輸出：A相電流報警，C相電流報警，中性點電流報警

·通信：RS485

2）中性點地電流互感器

·電流輸入：中性點電流

·電流輸出：0~5A

3）控制器

·工作電源：+5VDC，2路

·網口：10/100Mbps，2路

·RS485接口：4個

2）監控主機

PC/Windows平臺，實現計算機實時監控，歷史數據記錄等功能。

3）智能手機APP

智能手機，Android系統。實現接地狀態和報警功能。

3. Feeder的優點

1）檢測方法簡單、準確（只判斷三個電流Ia、Ic、I₀）

2）可取消消弧線圈、高阻接地裝置等傳統措施，進一步減化了系統配置（Finder的獨立接地網本身就是高阻接地裝置）。

3）電網安全性進一步提升（避免了弧光、過電壓等）。

4) 安裝施工方便，3路電流接入方便，模塊可在現有設備柜內垂直安裝，節約空間。