小電流接地系統(tǒng)特點(diǎn)及故障分析

潘興明

摘 ?要：文章重點(diǎn)講解中性點(diǎn)的接地方式與電流之間的關(guān)系。主要是通過分析小電流接地系統(tǒng)的特點(diǎn)以及故障去解決相應(yīng)的問題，通過其特點(diǎn)、各類因素存在的相互關(guān)系得出結(jié)論，且運(yùn)用其結(jié)論合理的有效的解決問題。在小電流接地系統(tǒng)中，主要通過其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行有效的分析，但在接地方式中，要如何進(jìn)行選擇也是此文的重點(diǎn)之一。文章較為詳細(xì)的介紹了解小電流接地系統(tǒng)與大電流接地系統(tǒng)發(fā)生故障之間存在的差異，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的接地保護(hù);接地保護(hù)安裝調(diào)試注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：小電流;接地系統(tǒng);零序電流

中圖分類號(hào)：TM713 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2016）26-0088-02

1 ?概 ?述

對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，我們常熟知就是對(duì)于這樣的方式出現(xiàn)的各種不同的問題，通常在這樣的系統(tǒng)中都有經(jīng)小阻抗接地，一旦發(fā)生單相接地故障這樣的問題，在此類情況之下，它的接地電流就會(huì)隨之發(fā)生變化，一般表現(xiàn)在數(shù)值上，會(huì)稍稍顯大，也是因?yàn)檫@個(gè)原因，大電流接地系統(tǒng)產(chǎn)生了。

在系統(tǒng)里，有不同的電壓，如果電壓一直處在110 kV及以上，通常采取接地電流相對(duì)偏大的系統(tǒng)，它還有另一個(gè)稱號(hào)，大電流接地系統(tǒng)。除了剛才介紹的系統(tǒng)之外，還有一個(gè)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。它跟前面介紹的系統(tǒng)就有一定的區(qū)別，它包含中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)會(huì)在一定的情況下有所改變，比如，接地故障電流的數(shù)值與負(fù)荷電流的數(shù)值相比較，是前者數(shù)值偏小，正因如此，也稱之為小電流接地系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定X0/X1>4～5的系統(tǒng)是小電流接地系統(tǒng)。它有兩個(gè)特點(diǎn)，第一是供電可靠性高;第二是對(duì)絕緣要求偏高。

相比之下，在系統(tǒng)中，電壓等級(jí)破偏高，在設(shè)備總價(jià)格里面，絕緣費(fèi)用占據(jù)的比例偏高，減低絕緣水平，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益尤為明顯，一般來說，這樣的情況采取中性點(diǎn)直接接地方式，用不同的方式去提高供電的可靠性來達(dá)到理想的目標(biāo)。

2 ?小電流接地系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 ?中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)情況時(shí)，由于三相電壓以及各相線路參數(shù)都是相等的，因此容性電流也相等。各相電流等于負(fù)荷電流和對(duì)地電容電流之和。

2.2 ?經(jīng)消弧線圈接地方式

一般來說，電力系統(tǒng)常見的短路故障為單相對(duì)地短路故障，在發(fā)生了單相對(duì)地故障時(shí)，一般情況下還可以繼續(xù)帶負(fù)荷運(yùn)行一段時(shí)間，但是故障處對(duì)地電流一般比較大?？梢栽O(shè)計(jì)消弧線圈的參數(shù)，從而使得在故障時(shí)的容性電流可以被消弧線圈的感性電流補(bǔ)償，這樣就可以到達(dá)降低故障電流的效果，減輕了故障后果以及影響。

2.3 ?中性點(diǎn)直接接地

對(duì)于10 kV以下的中低壓電力系統(tǒng)，經(jīng)消弧線圈接地的方式是比較常用的，但是在高壓配電網(wǎng)中，一般情況之下中性點(diǎn)都是直接接地。一旦發(fā)生接地故障后，電網(wǎng)不能再繼續(xù)運(yùn)行供電，如果再繼續(xù)供電，其短路電流此時(shí)會(huì)顯得特別大。因?yàn)椋^電保護(hù)設(shè)備應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作，使開關(guān)跳閘，切除故障。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)有缺點(diǎn)有有點(diǎn)，但大部分看中的是它在單相接地的時(shí)候，其點(diǎn)位與零非常的靠近，對(duì)地電壓也會(huì)出現(xiàn)與相電壓十分相近的情況。

3 ?小電流接地系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 ?小電流接地系統(tǒng)的供電可靠性和優(yōu)點(diǎn)

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(shí)間之內(nèi)，沒有辦法形成一個(gè)回路，所以此時(shí)它的接地電流在數(shù)值上相對(duì)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(duì)稱的只有它的線電壓，也正因如此，負(fù)荷供電不會(huì)受到一點(diǎn)影響，系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)作1～2 h的時(shí)間，不需要馬上除接地相，斷路器的道理也不盡相同，這樣對(duì)設(shè)備短時(shí)間內(nèi)不會(huì)有任何影響，進(jìn)而確保對(duì)用戶的不間斷連續(xù)供電，相對(duì)來說，提高供電可靠性。

3.2 ?小電流接地系統(tǒng)的缺點(diǎn)

小電流接地系統(tǒng)也存在缺點(diǎn)，大體表現(xiàn)在發(fā)生單相接地故障的時(shí)候，沒有辦法快速認(rèn)定故障發(fā)生在哪條線路之上。因?yàn)榇祟惞收蠈?dǎo)致的結(jié)果就是相電壓升高，而這樣的結(jié)果對(duì)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(shí)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(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化問題上。

4 ?小電流接地系統(tǒng)與大電流接地系統(tǒng)出現(xiàn)故障的 ? 區(qū)別

4.1 ?中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的接地保護(hù)

系統(tǒng)接地絕緣監(jiān)視裝置。首先，對(duì)于絕緣監(jiān)視裝置的定義需要有一定程度上的理解，其主要表現(xiàn)在是否存在零序電壓的問題上，利用這個(gè)問題實(shí)現(xiàn)監(jiān)視，此類監(jiān)視本質(zhì)上屬于不接地系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)相對(duì)地電壓，通常會(huì)采取電壓表的監(jiān)視，當(dāng)然，如何才能實(shí)現(xiàn)監(jiān)視，一般通過變電所母線電壓互感器其中一個(gè)繞組接成星形，通過這樣的方式去實(shí)行監(jiān)視。而關(guān)于零序電壓，除了剛才被我們所知道的繞成星形一種方式以外，另一個(gè)方式就是將其接成開口三角形，通過這樣的方式讓其產(chǎn)生零序電壓，而中間需要的步驟則是需要接入過電壓繼電器。一旦發(fā)生異樣的情況，比如單相接地故障，其會(huì)發(fā)出一定的接地信號(hào)，通過繼電器動(dòng)作。

但是這樣的保護(hù)只能夠知道出接地的問題，相對(duì)來說，它的缺點(diǎn)是無法知道是哪條線路的接地。如果要知道出現(xiàn)問題的是線路，就必須通過拉線去證明。相對(duì)于只有一條線路出現(xiàn)問題，兩條線路發(fā)生問題才更不易解決，一旦出現(xiàn)此類情況，裝置可能發(fā)生誤發(fā)或拒發(fā)接地信號(hào)，導(dǎo)致這樣的情況的產(chǎn)生通常是因?yàn)殡妷夯ジ衅鞯蔫F磁諧振、熔斷器的接觸不良等。

零序電流保護(hù)。它的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在零序電流上，即非故障線路比故障線路的零序電流小。此類的選擇性保護(hù)有它獨(dú)特的地方，比如它一般會(huì)處于其互感器線路之上。

在電網(wǎng)中，如果出線太多，反而能顯出它的特點(diǎn)，能夠有效合理的保護(hù)它的靈敏度和選擇性。除去以上所說的關(guān)于零序電流的相關(guān)保護(hù)，對(duì)于我們熟悉的互感器，也有一定的特點(diǎn)，在互感器上，是存在一定的誤差，而這樣的誤差是允許的，也不可避免的，但存在這樣的誤差有一個(gè)缺點(diǎn)，它導(dǎo)致線路接線方面會(huì)比較復(fù)雜。

零序功率保護(hù)。 零序功率方向保護(hù)主要通過零序電流相差180 °的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)，表現(xiàn)表現(xiàn)在非故障線路與故障線路上。零序功率方向保護(hù)無死區(qū)，而對(duì)零序電壓零序電流回路接線等要求偏高。

4.2 ?接地保護(hù)安裝調(diào)試注意事項(xiàng)

對(duì)于保護(hù)裝置和零序功率，在各個(gè)方面都有特別的地方值得注意，如果零需電壓寶華裝置在特性上是處于無選擇性的。電壓互感器在這里顯得一定是可靠接地，無論是一次又或是二次中性點(diǎn)。

一次繞組中性點(diǎn)接地表現(xiàn)在兩方面，第一是安全接地;第二是工作接地。對(duì)于可靠性偏低的中性點(diǎn)接地，那么其二次系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生一次系統(tǒng)出現(xiàn)的各種問題，特別是在接地故障方面，一旦出現(xiàn)這樣的情況，其結(jié)果是沒有辦法去得知關(guān)于不平衡電壓零序功率的方向，也因如此，對(duì)于開口三角形的電壓極性有著高要求高標(biāo)準(zhǔn)，而且一定是最準(zhǔn)確的，以防出現(xiàn)以上的情況。

以上的情況除了特別注意以外，如果我們需要使用其裝置，那么必須得了解其的特性，在使用的過程中，一旦發(fā)生了接地故障，可能會(huì)導(dǎo)致其電流發(fā)生變化，體現(xiàn)在它的流向上。為了避免這樣的情況發(fā)生，在使用時(shí)，一定要按著電纜的方向，通過LH在線路測(cè)接地。這樣的方法有效的避免了以上的鵝問題，但是在做步驟的時(shí)候，也應(yīng)特別注意，零序互感器下方電纜皮接地可以不通過其互感器，不會(huì)產(chǎn)生短路環(huán)。為了有效合理的減小互感存在的誤差，可以通過以下幾個(gè)方面進(jìn)行，正確的調(diào)整電纜固定夾頭與電纜外殼、極性誤差等。

在電網(wǎng)單相接地保護(hù)里，如果有經(jīng)消弧線圈接地，那么我們通常會(huì)采取一定的方法去實(shí)現(xiàn)其選擇性，比如我們通過兩個(gè)保護(hù)，第一個(gè)是反映諧波的電纜電容的五次諧波分量保護(hù)，第二個(gè)是暫態(tài)電流速動(dòng)保護(hù)。對(duì)于電容器自投切系統(tǒng)來說，補(bǔ)償電容器應(yīng)接成中性點(diǎn)不接地Y或D接法。

而接地之后，其三相負(fù)載會(huì)保持對(duì)稱運(yùn)行，對(duì)于零序電流來說，不會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)影響，反而可以保證其受到保護(hù)，第一點(diǎn)是靈敏性;第二點(diǎn)是正確性。

5 ?結(jié) ?語

電力系統(tǒng)接地方式關(guān)系到電網(wǎng)的許多方面，主要是體現(xiàn)在它的特定上。所以要怎樣讓電力系統(tǒng)接地，又通過什么方式方式去接地，要綜合分析比較后才能做出選擇。

對(duì)于500 kV、330 kV系統(tǒng)，現(xiàn)有的接地方式是直接接地或經(jīng)小電抗接地，不允許有部分變壓器的中性點(diǎn)不接地，一般采用直接接地方式。對(duì)于66 kV系統(tǒng)主要采用不接地和經(jīng)消弧線圈接地，除此之外，還有經(jīng)電阻接地和經(jīng)自動(dòng)補(bǔ)償消弧線圈接地。33 kV采取不接地和經(jīng)消弧線圈接地，現(xiàn)在除此之外還有采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，經(jīng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈接地。10 kV的系統(tǒng)則是采取不接地或經(jīng)消弧線圈接地。對(duì)于6 kV的系統(tǒng)也大同小異，它是通過中性點(diǎn)不接地或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。

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