吳非

【摘要】：配電網(wǎng)廣泛采用中性點不接地運行方式和經(jīng)消弧線圈接地運行方式，即小電流接地系統(tǒng)。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障多發(fā)，尤其單相接地故障最甚。本文中對小電流接地系統(tǒng)單相接地故障、故障處理措施及選線工作進(jìn)行相關(guān)的研究和分析，其主要的目的就是將小電流接地系統(tǒng)中的問題進(jìn)行解決，確保小電流接地系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，從而提升國民日常工作、生活中的用電過程的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】：小電流接地系統(tǒng);單相接地故障;穩(wěn)定運行

引言

小電流接地系統(tǒng)單相接地在實際的運行過程中會出現(xiàn)比較多的問題，這些問題的存在對于用電用戶群體已經(jīng)造成了比較嚴(yán)重的不良影響，因此，如果要使得小電流接地系統(tǒng)的效果得到穩(wěn)定的發(fā)揮，就需要將其中存在的問題進(jìn)行解決，由此，現(xiàn)階段的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障分析及選線研究工作就變得尤為重要了。

1、小電流接地系統(tǒng)的概述

小電流接地系統(tǒng)是指中性點不接地的系統(tǒng)，經(jīng)過消弧線圈接地的系統(tǒng)也可以被稱為是小電流接地系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生單相接地故障的時候，系統(tǒng)中是無法形成短路回路的，由此，接地短路的電流與正常的負(fù)荷電流相比較的話是非常小的，這也是小電流接地系統(tǒng)名稱的由來，由于其具有電流比較小的特點，因此在國內(nèi)的很多工作中都有這一系統(tǒng)的應(yīng)用，根據(jù)相關(guān)的調(diào)查也能夠發(fā)現(xiàn)，但凡是國內(nèi)的110kV以下的中壓系統(tǒng)，都可以對其進(jìn)行應(yīng)用。因此，小電流接地系統(tǒng)對于國內(nèi)電力事業(yè)的發(fā)展還是比較重要的。

1.1小電流接地系統(tǒng)的供電可靠性和優(yōu)點

可靠性高。出現(xiàn)單相接地故障這樣的情況，一般來講，是系統(tǒng)出現(xiàn)了一定的不可避免的問題，通常是其在很短的時間之內(nèi)，沒有辦法形成一個回路，所以此時它的接地電流在數(shù)值上相對偏小，如果再與負(fù)荷數(shù)值相比較，那么其數(shù)值一樣的偏小。在這樣的情況之下，還能保證對稱的只有它的線電壓，也正因如此，負(fù)荷供電不會受到一點影響，系統(tǒng)繼續(xù)運作1～2h的時間，不需要馬上除接地相，斷路器的道理也不盡相同，這樣對設(shè)備短時間內(nèi)不會有任何影響，進(jìn)而確保對用戶的不間斷連續(xù)供電，相對來說，提高供電可靠性。

1.2小電流接地系統(tǒng)的缺點

小電流接地系統(tǒng)也存在缺點，大體表現(xiàn)在發(fā)生單相接地故障的時候，沒有辦法快速認(rèn)定故障發(fā)生在哪條線路之上。因為此類故障導(dǎo)致的結(jié)果就是相電壓升高，而這樣的結(jié)果對系統(tǒng)性能產(chǎn)生十分顯著的影響，所以需要快速的找到問題所在，同時加以解決。

在較為復(fù)雜局域網(wǎng)中，特別是經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)，在接地的情形里，要怎么準(zhǔn)確快速的找到出現(xiàn)故障的線路格外重要，主要表現(xiàn)在實現(xiàn)配電自動化問題上。

2、小電流接地系統(tǒng)常見故障問題

從我國當(dāng)前的電網(wǎng)發(fā)展情況來說，在小電流接地系統(tǒng)中存在著大量的單相接地故障。據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，單相接地故障在小電流接地系統(tǒng)故障問題占比高達(dá)80%左右。首先，當(dāng)單相接地故障發(fā)生后，接地相的電壓會迅速下降至0。這樣一來，就會造成一個非常嚴(yán)重后果，即：依據(jù)電壓平衡定律，當(dāng)接地相的電壓會迅速下降至0時，電網(wǎng)中相對應(yīng)的非平衡相電壓會迅速提升至正常值的1.732倍，還可能使電壓互感器鐵心嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致電壓互感器嚴(yán)重過負(fù)荷而燒毀，同時弧光接地還會引起全系統(tǒng)過電壓。如果電網(wǎng)在這種電壓提升的狀態(tài)下運行時間過長，電力系統(tǒng)中的對地連接薄弱處則極易被擊穿，會引發(fā)短路，從而使電網(wǎng)內(nèi)的各種供電設(shè)備受到損壞，除此之外，還會產(chǎn)生一種弧光效應(yīng)，最終引發(fā)火災(zāi)等嚴(yán)重后果。

3、單相接地時的故障的防止措施

3.1中性點不穩(wěn)定過電壓的防治措施

在實際的小電流接地系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，如果發(fā)生了中性點不穩(wěn)定過電壓的現(xiàn)象的話，對于整個系統(tǒng)的影響是巨大的，甚至?xí)斐杀容^嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)方面損失。在這種情況下，首先可以將電壓互感器的伏安特性進(jìn)行改善，使得整個系統(tǒng)能夠在中性點上的穩(wěn)定性表現(xiàn)良好，其次，還可以減少并聯(lián)運行的數(shù)量，在必要的情況下可以將這一數(shù)量降至最低，這樣能夠使得中性點不穩(wěn)定過電壓現(xiàn)象出現(xiàn)概率降低，最后，系統(tǒng)還可以對無間隙的避雷器進(jìn)行應(yīng)用，使得系統(tǒng)能夠保持中性點的穩(wěn)定性。

3.2斷開兩相接地短路過電壓的防止措施

在進(jìn)行小電流接地系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，相關(guān)的工作人員應(yīng)該避免消弧線圈出現(xiàn)只安裝在一路進(jìn)出線路的電廠當(dāng)中，這樣就能夠使得斷開兩相接地短路過電壓現(xiàn)象出現(xiàn)概率降低，另外為了使得系統(tǒng)不產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象，還需要對避雷器來進(jìn)行應(yīng)用。

3.3線路碰線過電壓的防止措施

這種現(xiàn)象是在實際的電網(wǎng)運行過程中發(fā)生的，但是這種現(xiàn)象對于實際電網(wǎng)的影響并不會很大，一般來說，這種故障是不會造成停電事故的，相關(guān)的工組人員可以增大不同線路之間的距離，使得系統(tǒng)中的各個部分都能夠穩(wěn)定的在電網(wǎng)中進(jìn)行工作。

4、小電流接地系統(tǒng)故障選線方法

目前電力系統(tǒng)中的小電流選線裝置采用的方法主要有零序電流比幅比相法、有功法、穩(wěn)態(tài)零序電流比較法、五次諧波法等。

4.1零序電流比幅比相法

零序電流比幅比相法在不接地系統(tǒng)中應(yīng)用效果較好，使用較為廣泛，在消弧線圈接地系統(tǒng)中效果不好。單相接地故障發(fā)生在相電壓接近峰值時候，最大暫態(tài)零序電流比穩(wěn)態(tài)零序電流可大10倍以上。在相電壓過零值時，暫態(tài)零序電流的幅值也能達(dá)到未補(bǔ)償?shù)墓ゎl零序電流。故障線路從母線區(qū)段和所有健全線路之間串聯(lián)諧振產(chǎn)生零序電流。間歇性接地電弧不穩(wěn)定，產(chǎn)生高頻暫態(tài)過程，直到故障消失。由于暫態(tài)信號強(qiáng)，使本方法充分利用暫態(tài)零序電流信號，提高了檢測可靠性。

4.2有功法

有功法是根據(jù)線路、消弧線圈都存在對地電導(dǎo)，線路中對地電導(dǎo)及消弧線圈存在電阻損耗，在故障電流中含有有功分量。非故障線路和消弧線圈的有功電流方向一致并且經(jīng)過故障點返回，故障線路中有功分量比非故障線路要大且方向相反，依據(jù)這一特性找出故障線路。故障電流中有功分量非常小并且三相電路影響，致使靈敏度低。為了使靈敏度提高，有的裝置采用瞬時在消弧線圈上并聯(lián)接地電阻的方法加大故障電流中有功分量。

4.3穩(wěn)態(tài)零序電流比較法

當(dāng)中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，流過故障元件的零序電流等于全系統(tǒng)非故障元件的對地電容電流之和。故障線路上的零序電流最大，非故障線路零序電流方向與故障線路的零序電流方向相反。利用零序電流的相位和幅值的比較可以找出故障線路。

4.4五次諧波法

電力系統(tǒng)由于受到故障點線路設(shè)備等的非線性影響，線路電流中存有諧波分量，以五次諧波含量最大，發(fā)生單相接地故障時，會造成一定程度諧波分量增加。在中性點經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，消弧線圈五次諧波呈現(xiàn)的感抗為5倍，線路分布電容五次諧波呈現(xiàn)的容抗為基波的1/5，消弧線圈起不到補(bǔ)償諧波電容電流作用，故障線路的電流大小等于所有非故障線路的電流之和，方向與非故障線路的電流方向相反。

結(jié)語

綜上所述，小電流接地系統(tǒng)由于具有電流比較小的特點，使其能夠在電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用中具有一席之地，但是這一系統(tǒng)實際應(yīng)用過程中存在的問題時比較多的，因此，在后續(xù)的發(fā)展過程中，相關(guān)的工作人員需要不斷的進(jìn)行優(yōu)化和完善工作，是其中存在的問題得到解決。

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