應配電自動化的饋線接地保護措施研究

宋智勇

（蘭西縣電業(yè)局）

摘 要：經(jīng)濟的迅速發(fā)展，使得人們對能源的需求量也在逐漸加大，特別是電力資源已經(jīng)成為人們生活、生產(chǎn)中不可缺少的應用能源，在大量電力資源的需求下，電力資源短缺問題越來越嚴重，這使電力事業(yè)產(chǎn)生一種無形的壓力感。為了更好的控制電力資源，就需要從基礎技術(shù)上進行改善，自動化配電方式是目前解決用電效率的最佳措施。而在配電自動化過程中應注意其安全性，本文針對適應配電自動化的饋線接地保護措施進行研究。

關鍵詞：配電自動化；饋線；接地保護；負序電流

在城市化、新農(nóng)村的改革與發(fā)展過程中，城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的改造建設已經(jīng)成為重點，配電自動化技術(shù)在配電網(wǎng)改造中發(fā)揮著重要的作用，因此電力相關部門對配電自動化的安全性非常重視。利用配電網(wǎng)接地保護方式可以有效彌補傳統(tǒng)配電方式中的各種不足，在提高安全性的同時，還能夠創(chuàng)造出更高的使用價值，進而實現(xiàn)高精度選線，為電力配電自動化技術(shù)發(fā)展奠定安全基礎。下面將從配電自動化概念、饋電接地保護原理、特點、實現(xiàn)等方面展開介紹。

一、配電自動化概述

配電自動化技術(shù)是借助通信、電子、計算機、網(wǎng)絡等各項先進技術(shù)的優(yōu)勢相結(jié)合，實現(xiàn)對電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息自動采集、分析、處理等功效，可對配電網(wǎng)運行全過程進行實時監(jiān)控、管理、檢測等工作，提高配電網(wǎng)運行效率的同時，還能有效控制供電價格、質(zhì)量、速度等，為配電網(wǎng)運行提高安全性、為滿足人們用電需求提供保障、為電力企業(yè)發(fā)展節(jié)約成本提高經(jīng)濟效益。目前配電自動化技術(shù)已被廣泛應用，美國、日本、法國等多個發(fā)達國家已經(jīng)進入使用中，我國針對配電自動化技術(shù)也給予高度重視，并經(jīng)過不斷研究與試驗取得較高成果，將其應用在實際配電網(wǎng)改造過程中。配電自動化功能與優(yōu)勢比較多，例如：饋線分段開關測控、用戶負荷控制、遠程抄表、全程監(jiān)控系統(tǒng)等眾多功能系統(tǒng)的相結(jié)合與應用，促進配電網(wǎng)管理系統(tǒng)更加先進化。配電自動化是推動配電網(wǎng)管理、運行更加有效、穩(wěn)定、安全的重要應用技術(shù)，并且對其技術(shù)功能還在不斷研究與優(yōu)化中。

二、配電自動化的基本原理及分析

1、饋線接地保護的基本原理——負序電流分流法

我們假設配電網(wǎng)絡中有n回出線，三相負荷對稱且系統(tǒng)參數(shù)對稱。假設饋線k的A相出現(xiàn)單相接地故障問題，產(chǎn)生負序電流。此時負序電流就會經(jīng)故障點向電源以及非故障點線路流去，在故障點處，負序電流大小等于流向線路的負序電流與流向電源的負序電流的代數(shù)和。因而在故障點處的負序電流將大于非故障處的負序電流，該負序電流的方向應當與流向電源與非故障處的負序電流的方向相反。接地保護就是根據(jù)負序電流產(chǎn)生的梯度差，進行分流，來降低故障處的電壓負荷的。

2、分析負序電流的方向?qū)︷伨€接地保護的作用

當線路發(fā)生故障的時候，會在線路故障點處產(chǎn)生負序電流，負序電流分別流向電源處和非故障處。故障處線路的負序電流的方向與流向電源與非故障電路的負序電流的方向基本上是相反的，而故障處的電壓在接地故障的過渡阻抗上產(chǎn)生故障電流，故而故障線路上的負序電流相位應該與故障電壓相位保持一致，所以能夠通過負序電流方向來進行接地保護。

三、適應配電自動化的饋線接地保護的優(yōu)勢及其具體實現(xiàn)方法

1、負序電流式饋線接地保護所具有的優(yōu)點

（1）避免弧光接地產(chǎn)生的影響

電弧光是導體之間相互觸碰之后產(chǎn)生局部電流引起短路。在電弧光燃燒與熄滅的不斷循環(huán)過程中，因系統(tǒng)本身的阻抗特別大，導致系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的能量無法得到及時釋放，產(chǎn)生高的位移電壓引起零序故障選線不能正常進行正確選線，引起故障性短路起火。小電流的接地系統(tǒng)中大部分的接地故障是在弧光接地方式所引起的，電線穿管時候帶電導體外皮相互摩擦引起電弧起火。負序電流分流之后，使得系統(tǒng)的負序阻抗比較小，通過減小回路時間，能夠在電弧光重燃與熄滅的過程中減小對故障選線的影響。

（2）其抗過渡電阻的能力強

在理論上負序電流饋電接地的保護可以有效地對十幾千歐的高阻抗接地故障進行檢測，并且能夠極好地進行故障時的選線。

（3）中性點饋線接地方式提高保護精度

為了能夠在一定程度上增高饋線接地保護選線精度，對于電容的電流值相對小的配電網(wǎng)絡，應當在接地保護中采用高阻抗的方式；對于電容的電流值相對大的配電網(wǎng)絡，應當在接地保護中采用消弧線圈進行電阻的并聯(lián)方式。負序電流的接地保護可以適用于各種各樣的中性點接地保護方式的配電網(wǎng)絡。系統(tǒng)的零序阻由中性點接地方式?jīng)Q定，抗負序電流的大小受系統(tǒng)的零序阻抗影響，從而中性點的接地方式將也會制約著負序電流的大小。如果負序電流越大，其測量的精度也就會越高，其所對應的保護精度也會隨之越高。

接地故障所產(chǎn)生的負序電流的變化量比線路上原來的最大負序電流占有最少二分之一以上。因此，就算是針對于補償電網(wǎng)，在其中使用負序式的電流故障選線方法仍能具有足夠高的選線精度。

2、具體實現(xiàn)饋線接地保護的方法

配電自動化過程中，要實現(xiàn)饋線接地保護，最主要的是控制負序電流產(chǎn)生對電源和主要干線產(chǎn)生破壞性影響。

（1）使用零序電壓方法進行啟動

配電自動化進行中，配電網(wǎng)絡所有的低壓單相式?jīng)_擊負荷、不對稱的故障都可以導致負序電流的產(chǎn)生。為了對此加以區(qū)別，建議使用另外加零序電壓啟動的方式來進行判斷，而且需要另加零序電壓作為協(xié)助判斷，如果當零序電壓小于整、定值時要進行配電網(wǎng)繼電器的復位動作。

（2）采用電流變化量進行保護

在配電自動化進行運行時，不對稱電流與不對稱負荷將會導致負序電流的產(chǎn)生，為了減弱它們所引起的影響，在對饋線接地保護的實現(xiàn)時，要利用負序電流的故障分量，旨在減小分流差而控制線路穩(wěn)定性。

（3）運用負序電流與零序電流比較式的接地保護作為輔助判斷依據(jù)

在實際運行保護判斷時，負荷影響著負序電流，并且零序電流的轉(zhuǎn)換精度大于負序電流，為了在極大程度上降低對負序電流式接地保護的誤判斷，在其中可利用負序電流與零序電流相比較的方式來充當判斷依據(jù)，同時時刻監(jiān)測電流大小。

（4）對外部的接線與硬軟件進行相關改進

外部接線的改進可以提高配電系統(tǒng)的實際運作效率，在實際的配電系統(tǒng)中，一般來說其出線負載不是很大；為了能夠很好地提高測量精確以便更好地對故障進行判斷，最好在儀器內(nèi)部采用更加精確的測量軟件，將硬件設備換成更準確的16位的A/D轉(zhuǎn)換器以及DSP浮點數(shù)運算器。

結(jié)語：目前，配電自動化已經(jīng)成為保證電力運行安全的基本應用技術(shù)，為了更好的發(fā)揮配電自動化的作用，饋線接地保護有著重要的促進作用。饋線接地保護借助自身能夠避免弧光接地產(chǎn)生的影響、抗過渡電阻的能力強、中性點饋線接地方式提高保護精度等優(yōu)勢有效的提高配電自動化運行效率以及安全性。同時饋線接地保護的方法涉及到的層面較多，在應用過程中要合理選用，要嚴格按照實際配電自動化需求進行相對應的選擇，做好針對性的保護措施。

參考文獻：

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