電流接地系統(tǒng)中的常見故障及選線方面的分析

王輝 李性珂

摘 要：縱觀我國的電力系統(tǒng)建設(shè)過程，我們不難發(fā)現(xiàn)，在我國的發(fā)電電網(wǎng)中只要是低于35KV的變電站，它們幾乎都是應(yīng)用中性點(diǎn)不接地的方式，也有的用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。這兩種接地方式中系統(tǒng)單相接地后，電流數(shù)值都不大。因此，我們通常把這兩種接地方式叫做小電流接地方式。本文通過對電流接地系統(tǒng)中常見的故障進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)地處理措施。同時(shí)，文中也指出了選線相關(guān)的知識。通過故障分析及處理，科學(xué)選線來闡述電流接地系統(tǒng)中的一些知識。

關(guān)鍵詞：故障分析；改進(jìn)措施；選線原理；選線方法；選線裝置

在國民經(jīng)濟(jì)不斷高速發(fā)展的今天，城鄉(xiāng)電網(wǎng)的發(fā)展也緊緊地跟上了步伐。在這個(gè)過程中，電纜線路的數(shù)量和長度也隨著增大，這樣就隨之帶來線路對地電容電流劇增的問題，嚴(yán)重的還會大于消弧線圈補(bǔ)償能力。同時(shí)我們還要考慮到，作為一個(gè)土地遼闊，地貌多樣的國家，有些地貌下的情況就更加復(fù)雜，由此存在很多的安全隱患。即使是小電流系統(tǒng)，安全狀況也讓人堪憂。很多安全事故發(fā)生后，不僅影響了人民的生活，也嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，解決這種電流接地系統(tǒng)中的常見故障，是勢在必行的行為。

1 電流接地系統(tǒng)中的常見故障

非故障相電壓升高，危害電網(wǎng)絕緣。正常情況下，非故障相電壓升高1.732倍。接地點(diǎn)間歇拉電弧，線路電容反復(fù)充放電，電壓升高可達(dá)3.5倍。

接地電弧長期存在，可能燒壞接地點(diǎn)絕緣，造成相間短路故障。

繼電保護(hù)配置困難：a.故障電流微弱，接地電弧不穩(wěn)定，接地故障選線的問題一直沒有得到很好地解決。b.許多供電部門仍然采用拉路法選擇接地線路。c.供電瞬時(shí)中斷，影響用戶用電設(shè)備正常工作，甚至可能造成停電事故。

2 電流接地系統(tǒng)中的故障危害

在技術(shù)層面上說，在小電流接地系統(tǒng)中，單相接地時(shí)系統(tǒng)的電氣量不會有十分明顯的變化，這個(gè)時(shí)候三相電還是可以正常使用的。但這個(gè)時(shí)候也只是可以使用，這個(gè)時(shí)候的電力系統(tǒng)已經(jīng)不是十分穩(wěn)定了會對正在使用的電器帶來一定危害。其中的原因就是供電系統(tǒng)中的單相接地，一般情況下電力系統(tǒng)不會主動跳閘，會給電力系統(tǒng)很長的反應(yīng)時(shí)間，從而發(fā)展成為短路，這樣就會對電器設(shè)備產(chǎn)生很大危害，對人們的安全也會構(gòu)成威脅。

同時(shí)，單相接地還會對電力設(shè)備帶來危害。電弧會對絕緣裝置構(gòu)成威脅，同時(shí)，正常情況下電壓也會升高。假設(shè)電力系統(tǒng)消除電弧的功能強(qiáng)，基本不會產(chǎn)生電弧，正常情況下電壓升高，也是一個(gè)嚴(yán)峻的問題，這種情況下要求電器要承受更大的工作電壓，工作電壓會超過其額定電壓。這個(gè)時(shí)候如果，電路中的絕緣層不是很好，就會使絕緣層被擊穿造成短路，燒壞電器。在人員密集的地方，如果有電力線路接地而沒有跳閘，就會造成因?yàn)樾腥诉^于靠近事故點(diǎn)發(fā)生的觸電事故，后果十分嚴(yán)重。特別是如果線路埋在地下出現(xiàn)這種情況后故障地點(diǎn)又很難找出，這一個(gè)影響，和對人們產(chǎn)生的心里陰影是很嚴(yán)重的。

3 常見故障的解決措施

對電路進(jìn)行規(guī)范化的管理，規(guī)范對現(xiàn)今的lOkV-35kV供電線路的建設(shè)，并把改建完成后的情況加以整理，把各種信息規(guī)范化整理起來，交由相關(guān)部門統(tǒng)一備案保管，以方便隨時(shí)對供電系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行查看。但是現(xiàn)階段，隨著電力系統(tǒng)的不斷更新，電力輸送線路的不斷變更，變電站的線路結(jié)構(gòu)也不是很規(guī)范，電力設(shè)備沒有十分一致的規(guī)范等原因。使得對電力設(shè)備的管理和維護(hù)十分不易。例如，有的市供電局內(nèi)包括很多縣級電力調(diào)度和若干的專線用戶，縣級供電局又各自為政管理自己的電力系統(tǒng)，電力輸送線路建設(shè)和管理權(quán)限十分復(fù)雜，并且各級單位的聯(lián)系也不是十分密切，管理難度可想而知。所以，建立一套詳細(xì)的電力管理法案，和完善的電力管理系統(tǒng)是迫在眉睫的問題。

電力系統(tǒng)也不是一但建成就不會出現(xiàn)問題的，所以對電力系統(tǒng)的檢測要成為常態(tài)化，經(jīng)常對電力輸送線路進(jìn)行檢查，逐步建立區(qū)域管理制度，定期對電力系統(tǒng)進(jìn)行檢查，生成檢測日志，統(tǒng)一備案。把可能的電力系統(tǒng)故障消滅在萌芽中，一旦出現(xiàn)問題，就嚴(yán)厲追究那一階段的電力管理單位，嚴(yán)打?yàn)^職行為。

充分利用現(xiàn)有的設(shè)備資源。電網(wǎng)中的消弧線圈不易長期在欠補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)下運(yùn)行，在斷網(wǎng)密度不大的情況下，如果一條線路出現(xiàn)問題，就會加大其他線路的負(fù)荷，很容易使整個(gè)電力系統(tǒng)處于一個(gè)欠佳的工作狀態(tài)下，使電網(wǎng)運(yùn)行在全補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)下，使電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。所以，我們要有效的利用現(xiàn)有資源盡可能的使用現(xiàn)有的消弧線圈，讓電力系統(tǒng)處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，即電網(wǎng)在過補(bǔ)償狀態(tài)下運(yùn)行，消除潛在的可能會影響電力系統(tǒng)的因素，提高電力系統(tǒng)的抗負(fù)載能力。

在現(xiàn)在的建設(shè)電力系統(tǒng)時(shí)，要更多的考慮到將來可能出現(xiàn)的電力系統(tǒng)負(fù)載能力，在現(xiàn)在的35kV以下的電路中，要增加消弧線圈的使用。因?yàn)椋谶@一電力輸送系統(tǒng)之下，也就是變電站的電力輸送下，多適用于基層的電力設(shè)備，而這一區(qū)域的，電力輸送線路發(fā)生改變的可能性較大，發(fā)生故障的概率也不低，在加裝上了大容量的消弧線圈后可以提高電路的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，防止輸電線路變更時(shí)出現(xiàn)的，負(fù)載加大的現(xiàn)象。

在更多的變電站使用接地選線裝置。在lOkV——35kV的電力系統(tǒng)中，使用的是單相接地沒有系統(tǒng)回路，這一種情況下出問題以后的電流和正常電流差別并不是十分明顯，普通的電力保護(hù)裝置也起不了很好的作用。這個(gè)時(shí)候就要讓電力職工去沿著電力輸送線路去檢查，這在普通的地方還可以，但是一旦到了偏遠(yuǎn)的不利于車輛行駛的地方，就十分浪費(fèi)人力。接地選線裝置就是為了解決這一問題而誕生的，它實(shí)現(xiàn)了查找問題自動化，特別是在一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)，如西藏那些地方，這一裝置十分有用武之地，所以偏遠(yuǎn)的山區(qū)更需要這一裝置。但是這一裝置也不是十分成熟的，需要更多的完善才能勝任。

4 電流接地系統(tǒng)中的選線

4.1 選線方式

第一種選線方式是用小電流接地選線裝置。這一種方式的原理是：通過對母線的零序電壓的測定來選擇，接著是確定接地的線路，我們通過對每條線路的零序電流與電壓的比較，當(dāng)前者，落后90°即取之。

第二種選線方式的原理是：當(dāng)母線與大地接通后，對開關(guān)的監(jiān)聽來確定。主要是對在經(jīng)過開關(guān)接通延時(shí)后的開關(guān)的閉合產(chǎn)生的狀態(tài)，來確定裝置是否自動的閉合開關(guān)。

4.2 選線原理

⑴比幅比相法。我們知道如果一個(gè)線路有問題那么它的零序電流相對于零序電壓的相位會落后90°這個(gè)時(shí)候它的零序電流與正常線路的零序電流方向相反。這樣面對一個(gè)中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)我們就可以通過比較零序電壓與零序電流，如果線路中零序電流與正?，F(xiàn)象一致，那么說明母線已經(jīng)接地。

⑵突變量法。這種方式我們就要在消弧線圈的兩側(cè)并聯(lián)開關(guān)和電抗器。可以通過對這個(gè)并聯(lián)電抗的狀態(tài)監(jiān)聽來完成，如果電抗不會運(yùn)行說明電路運(yùn)行正常，當(dāng)這個(gè)并聯(lián)電抗一旦有短時(shí)的工作現(xiàn)象，那么電路的接地就發(fā)生了故障，產(chǎn)生這個(gè)故障后會發(fā)生較大的零序電流的變化。

⑶首半波法。這種方式我們就要對首半波的零序電流極性進(jìn)行進(jìn)行監(jiān)聽。

⑷有功分量法。這種方式我們就要要對零序電流的有功分量來監(jiān)聽。

⑸諧波分量法。這種方式我們就要對線路中的諧波分量進(jìn)行監(jiān)聽。因?yàn)?，面對中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，沒有出問題時(shí)，消弧線圈中的諧波分量較少；一旦消弧線圈中的諧波分量較多時(shí)，就說明線路的接地出現(xiàn)了問題。

4.3 選線裝置

伴隨著小電流接地選線裝置的普及，大大的提高了供電系統(tǒng)的安全性和可靠性，同時(shí)也大大的提高了故障地的檢測效率。和以前的出現(xiàn)線路故障后要對整個(gè)供電系統(tǒng)進(jìn)行斷電斷閘工作，很大程度上減少了電廠的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)檎谶\(yùn)行的電廠結(jié)束運(yùn)行再突然啟動后的一段時(shí)間里發(fā)的電，電壓和頻率都不是很穩(wěn)定，并且機(jī)器降溫后突然啟動，對能源的消耗較大，還有傷機(jī)器?，F(xiàn)實(shí)中，有很多原因都可以使電力系統(tǒng)發(fā)生接地，并且隨著新技術(shù)（微機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)）的發(fā)展，也出現(xiàn)了新的接地故障的特點(diǎn)，這在以后工作時(shí)還要考慮當(dāng)時(shí)的環(huán)境情況等原因來綜合分析故障原因。

5 結(jié)束語

由于電力能源在國家國民經(jīng)濟(jì)和人民日常生活中扮演起極其重要的角色，電流接地系統(tǒng)作為電力生產(chǎn)中常見的系統(tǒng)，其安全性和高可用用性是至關(guān)重要的。我們通過提出預(yù)防和故障處理辦法，同時(shí)科學(xué)選線，應(yīng)用新技術(shù)新設(shè)備，減少單相接地故障的發(fā)生，確保配電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行，使我們更有能力駕馭未來的電網(wǎng)，更能為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做好后勤保障工作，為國民的生活提供更安全更有保障的依靠。

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