配電網(wǎng)小電流接地選線情況分析及提升措施

何滿，梁慶光

(廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局，廣西　南寧　530029)

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配電網(wǎng)小電流接地選線情況分析及提升措施

何滿，梁慶光

(廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局，廣西南寧530029)

針對(duì)小電流接地選線裝置實(shí)際運(yùn)行中的正確率普遍偏低的問(wèn)題，分析了配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式及小電流接地選線中存在的問(wèn)題。從技術(shù)和管理兩個(gè)方面提出了提高小電流接地故障選線準(zhǔn)確率的措施和建議。

配電網(wǎng)，單相接地，選線，消弧線圈

1　引言

“小電流接地系統(tǒng)”屬于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，也稱為中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)，主要有中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)(諧振接地系統(tǒng))兩種[1]。目前，配電網(wǎng)采用以中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地為主的小電流接地系統(tǒng)。經(jīng)消弧線圈接地方式能自動(dòng)消除瞬時(shí)的單相接地故障，具有跳閘次數(shù)少、能降低故障電流的優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺點(diǎn)：如，經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，單相故障時(shí)假如小電流接地選線裝置不跳閘，系統(tǒng)將長(zhǎng)時(shí)間承受過(guò)電壓，對(duì)設(shè)備絕緣水平要求高。此外，目前各種原理的小電流選線裝置在實(shí)際運(yùn)行中準(zhǔn)確率并不高，特別是在高阻接地和弧光接地情況下，準(zhǔn)確率更低。在消弧線圈補(bǔ)償故障電流的作用下，故障殘流小，配網(wǎng)智能終端難以檢測(cè)分辨接地故障電流，導(dǎo)致配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)因無(wú)法獲取接地故障信息而失效。

經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生人身直接接觸電擊時(shí)，配合消弧線圈快速補(bǔ)償可大為減小流經(jīng)人體的電流及流經(jīng)時(shí)間，但考慮到補(bǔ)償后的殘流在5～10A內(nèi)[2]，仍然可能已經(jīng)對(duì)人體造成傷害。當(dāng)發(fā)生經(jīng)過(guò)渡電阻電擊時(shí)，消弧線圈的補(bǔ)償性能克服高電阻能力很強(qiáng)，且補(bǔ)償速度遠(yuǎn)比小電阻系統(tǒng)跳閘速度快，在存在過(guò)渡電阻的情況下可能使得流經(jīng)人體的電流不足以造成傷害。

我國(guó)電力規(guī)程規(guī)定，發(fā)生單相接地故障時(shí)，小電流接地系統(tǒng)可帶故障繼續(xù)運(yùn)行1～2h，這樣能夠提高供電的可靠性，因而得到了廣泛的應(yīng)用。但是，系統(tǒng)帶單相接地故障運(yùn)行時(shí)，對(duì)人身、設(shè)備以及電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定都存在危害隱患。因此必須及時(shí)找出故障線路并盡快排除故障，從技術(shù)上保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，提高供電可靠性。

由于小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障電流非常小，加之配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行方式多變、過(guò)渡電阻影響，使配電網(wǎng)的單相接地故障選線準(zhǔn)確性受到諸多限制，給快速、準(zhǔn)確隔離故障造成困難。因此，根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、單相接地故障特點(diǎn)、供電可靠性、人身及設(shè)備安全，研究配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式、接地選線裝置運(yùn)行策略、選線裝置選用及改造，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)接地故障的快速、準(zhǔn)確可靠選線，提高供電可靠性，將具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2　配電網(wǎng)接地選線存在問(wèn)題

2.1部分小電流接地選線裝置選線正確率偏低

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，小電流接地選線裝置實(shí)際運(yùn)行中的正確率普遍在50%～70%，主要是受消弧線圈補(bǔ)償電流、高阻接地等因素影響選線效果，此外，線路零序電流采樣不準(zhǔn)確(精度低、極性不正確、間隔不對(duì)應(yīng)、屏蔽線的接法等)、裝置參數(shù)設(shè)置、遠(yuǎn)動(dòng)信息轉(zhuǎn)發(fā)不正確等情況也會(huì)影響小電流接地選線裝置的選線結(jié)果及監(jiān)控。小電流接地選線裝置廠家多、原理多樣，而且部分廠家產(chǎn)品應(yīng)用少，普遍存在技術(shù)支持欠缺，售后服務(wù)不到位，備品備件無(wú)庫(kù)存等問(wèn)題。

按穩(wěn)態(tài)選線法[1-3]、暫態(tài)選線法[4-6]、注入信號(hào)法[7-8]進(jìn)行歸類(lèi)，某市供電公司選線相應(yīng)的選線正確率見(jiàn)表1。

表1　按選線原理統(tǒng)計(jì)的選線裝置正確率

2.2部分變電站出線電容電流過(guò)大，消弧線圈補(bǔ)償能力有限

隨著變電站10kV出線規(guī)模擴(kuò)大及電纜應(yīng)用增多，10kV出線電容電流逐漸增大，根據(jù)目前小電流接地選線裝置顯示的系統(tǒng)電容電流，部分變電站消弧線圈補(bǔ)償能力達(dá)已到極限，甚至無(wú)法達(dá)到過(guò)補(bǔ)償?shù)囊蟆Ｏ【€圈補(bǔ)償能力不足時(shí)，將無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)電容電流的過(guò)補(bǔ)償，嚴(yán)重時(shí)殘流過(guò)大使得接地電弧不易熄滅，從而引起弧光過(guò)電壓，可能對(duì)系統(tǒng)中絕緣薄弱的設(shè)備造成損害。

2.3線路單相接地故障排查時(shí)間長(zhǎng)

由于歷史原因，電網(wǎng)大部分小電流接地選線裝置不具備跳閘功能，僅能發(fā)告警信號(hào)。若要改造成具備跳閘功能的，需要增加跳閘箱、二次控制電纜等。變電站的小電流接地選線裝置僅投入告警信號(hào)，采用人工試?yán)贩椒ㄟx擇故障線路查找故障點(diǎn)，但是由于選線裝置正確率不高，拉路次數(shù)平均3次才能夠?qū)⒐收暇€路隔離。

2.4部分廠站未裝設(shè)小電流接地選線裝置

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，部分變電站的10kV出線發(fā)生單相接地故障較多，由于未裝設(shè)小電流接地選線裝置的，當(dāng)出線發(fā)生單相接地時(shí)，僅靠人工拉路排查，排查時(shí)間長(zhǎng)，接地故障不能得到及時(shí)處理。

2.5個(gè)別廠站小選線裝置原理類(lèi)型應(yīng)用不恰當(dāng)

某站35kV側(cè)為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，35kV側(cè)的小電流接地選線裝置為保定華源的HYX196，其選線原理僅是傳統(tǒng)的零序電流比幅比相法、零序無(wú)功功率方向法，這種選線法僅適用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中將失效。

3　提升選線正確率的措施及建議

3.1配網(wǎng)系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式建議

建議開(kāi)展接地方式研究，制定接地方式選擇原則，選擇適合中壓配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式。選取試點(diǎn)變電站，開(kāi)展10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地試點(diǎn)工作，積累小電阻接地系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，收集小電阻系統(tǒng)下，單相接地故障跳閘率、重合成功率及對(duì)供電可靠性影響等相關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)也可開(kāi)展多模接地方式試點(diǎn)，研究多模接地方式的適用性、可靠性。

3.2小電流接地選線裝置運(yùn)行策略建議

在排除零序電流回路缺陷、裝置設(shè)置不正確、遠(yuǎn)動(dòng)信息轉(zhuǎn)發(fā)不正確等影響后，建議可將小電流接地選線裝置投入跳閘功能，以提高線路單相接地故障切除時(shí)間，及時(shí)消除對(duì)人身安全、設(shè)備安全的影響，并通過(guò)保護(hù)裝置重合閘或人工遙控合閘方式彌補(bǔ)小電流接地選線裝置選線不正確對(duì)供電可靠性的影響。

3.3小電流接地選線裝置選型建議

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析及先進(jìn)供電局的實(shí)際運(yùn)用情況，與消弧線圈控制器配合使用的殘流增量法具有運(yùn)用范圍廣、利于瞬時(shí)故障滅弧、選線正確率較高的特點(diǎn)。此外，殘流增量法對(duì)CT極性無(wú)要求，也能消除CT測(cè)量誤差帶來(lái)的影響。因此，按目前的技術(shù)水平，對(duì)于新建變電站，建議采用能與消弧線圈控制器配套使用、采用殘流增量法原理的小電流接地選線裝置。

3.4小電流接地選線裝置提升選線正確率的管理措施

(1)加強(qiáng)并網(wǎng)管理

嚴(yán)格按小電流接地選線裝置技術(shù)規(guī)范、檢驗(yàn)規(guī)范開(kāi)展可研、初設(shè)審核、投運(yùn)前驗(yàn)收工作，確保小電流接地選線裝置功能配置、二次回路完善，各線路間隔零序CT接線正確、零序CT安裝質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)傳發(fā)正確。

(2)加強(qiáng)日常管理

持續(xù)開(kāi)展小電流接地選線裝置選線情況統(tǒng)計(jì)。按月對(duì)各站小電流接地選裝置選線情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)選線情況異常的開(kāi)展排查，確保裝置運(yùn)行正常、二次回路正確、遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)回傳正確。

(3)開(kāi)展專項(xiàng)整改

對(duì)目前在運(yùn)的小電流接地選線裝置開(kāi)展全面梳理。對(duì)不具備跳閘功能的小電流選線裝置開(kāi)展改造工作，增加跳閘箱、二次控制回路。對(duì)零序電流回路接線不正確、無(wú)零序CT的間隔，結(jié)合線路間隔停電，開(kāi)展零序CT、回路整改工作。對(duì)于信號(hào)注入法原理的小電流接線選線裝置，出線未安裝信號(hào)探測(cè)器的，結(jié)合線路間隔停電，加裝信號(hào)探測(cè)器。

4　結(jié)束語(yǔ)

小電流接地選線關(guān)系到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高選線的準(zhǔn)確率需要從技術(shù)和管理兩個(gè)方面采取切實(shí)可行的措施。

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梁慶光，工程師，主要從事繼電保護(hù)專業(yè)管理工作。

Analysis of Small Current Earthed Line Selection of the Distribution Network and Its Improvement Measures

HEMan,LIANGQing-guang

(Nanning Power Supply Bureau,Guangxi Power Grid Co.,Ltd.,Nanning 530029,China)

For the low validity of small current grounding fault line selection device in practical running,this paper analyze the style of distribution network′s neutral poin′s grounding way and small carrent grounding fault line selection problems.Some measures and suggestions of improving small current grounding fault line selection validity are put forward in view of technology and management.

distribution network;single phase grounding fault;line selection;arc suppression coil

1004-289X(2016)02-0011-03

TM72

B

2016-01-15

何滿，工程師，長(zhǎng)期從事電力系統(tǒng)運(yùn)行和繼電保護(hù)專業(yè)管理工作；