小電流接地保護(hù)原理在變電站中的應(yīng)用

呂艷霞+周維宇+易向南+許世潔+王麗麗+于海礁+于志勇

摘 要：小電流接地保護(hù)裝置的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)裝置對變電站的窘迫形式。相對于傳統(tǒng)裝置只能監(jiān)測故障，不能徹底解決故障的問題。小電流接地側(cè)重于幫助管理并有效的解決了這一問題。當(dāng)出現(xiàn)接地故障時，小電流接地裝置能夠自動的進(jìn)行判斷分析出接地選線故障，同時自動選擇接地故障的路線，快速有效的減少故障的發(fā)生。本文注重論述小電流接地系統(tǒng)的工作原理及對故障的分析原理。

關(guān)鍵詞：小電流接地系統(tǒng)；單相接地故障

隨著生產(chǎn)規(guī)模的增大，城鄉(xiāng)建設(shè)腳步的加快。電網(wǎng)工程的建設(shè)也迫不及待。供電項目不斷擴(kuò)大，線路分支較多，走向復(fù)雜。再加上地區(qū)的差異，使得對電網(wǎng)的管理和監(jiān)測工作更加困難。通過安裝小電流接地裝置的方式，可以有效的解決這一點。變電站數(shù)字化系統(tǒng)的普及，使得電力自動化功能更加健全，小電流接地方式可以有效的解決電路發(fā)生故障所帶來的麻煩。大大保障了國家電網(wǎng)的安全使用和運行。

1、新型小電流接地選線裝置的特點

1.1 運行可靠性

小電流接地方式比傳統(tǒng)裝置優(yōu)化很多，其選線裝置采用最新的小波分析法，利用諧波進(jìn)行分析與能量的變化，以提高其運行的可靠度。特別是在消弧線圈接地系統(tǒng)中，當(dāng)出現(xiàn)大電阻接地情況下，能快速監(jiān)測，以便有關(guān)維修人員進(jìn)行檢修。大大縮短了故障停留時間。

1.2 智能化程度

數(shù)字電網(wǎng)的建設(shè)，使小電流接地裝置在智能化系統(tǒng)中的運行越來越廣，小電流接地裝置對選線裝置的自動啟動監(jiān)測，同時完成自我調(diào)試的過程。還可以對其進(jìn)行編程改造，通過對各種參數(shù)的設(shè)置，使得小電流接地裝置更加系統(tǒng)化，智能化和人性化。其操作簡單、控制簡易，同時也不受外界環(huán)境的改變而影響正常運行。

1.3 安裝維護(hù)工作

新型小電流接地裝置的安裝和使用都比較簡單。安裝過程先是零序回路對應(yīng)、再回路引入正常線路，通過零序平衡、極性對等方式，就能保障小電流接地裝置的正確選線。由于其選線的正確率極高，所以日常維護(hù)工作也減少很多，大規(guī)模的減少人力財力的損失，有效的節(jié)約了成本。由于其判斷的準(zhǔn)確率極高，使得維護(hù)工作變得更加簡單，不但減少了工作量，更有效的保障了正常供電。

2. 小電流接地系統(tǒng)故障分析

2.1 不接地系統(tǒng)故障分析

相對于接地線路，架空線路則常用中性點不接地的方式，當(dāng)故障出現(xiàn)時，系統(tǒng)能否可靠運行和所在地區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相關(guān)。那些配電網(wǎng)簡單的位置，可靠性相對比較高，發(fā)生故障不會導(dǎo)致立刻斷電，能夠維持一段時間，有利于維修人員及時的檢修維護(hù)。

2.2 消弧線圈接地系統(tǒng)故障分析

國家電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的大范圍提高，傳統(tǒng)的接地配電已不能滿足社會發(fā)展所需，大力發(fā)展消弧線圈接地的方式已成為首要任務(wù)。這種接地方式不僅能有效釋放高電流所產(chǎn)生的能量，同時也可以從根本上解決了設(shè)備間歇性產(chǎn)生電弧導(dǎo)致電纜的損壞，大大減少成本的損失。

消弧線圈接地可以有效地減小接地電流，主要因為流入接地點的電感性電流與電容性電流發(fā)生相互抵消。當(dāng)發(fā)生單相接地，電容能快速對非故障線路的零序電流、零序電壓產(chǎn)生影響。即當(dāng)消弧線圈為欠補(bǔ)償時，零序電流方向與非故障線路是相反；當(dāng)為過補(bǔ)償時，方向又是相同的；當(dāng)為全補(bǔ)償時，故障線路零序電流為0。

3.故障選線原理

3.1 故障穩(wěn)態(tài)信息的選線

故障穩(wěn)態(tài)信息的選線原理的方法包含有零序電流比幅法、零序電流比相法、零序電流群體比幅比相法

零序電流比幅法具有工頻零序電流幅值比故障線路工頻零序電流幅值小的特點。如果零序值比整定值高，則應(yīng)利用零序電流比幅法進(jìn)行線路的選擇。此外，如果出現(xiàn)電流值最大或電流幅最大的情況，工頻零序電流的值如果大于整定值，則該線路的選擇主要是利用零序電流比幅法。這種方法具有工頻零序電流幅值比故障線路工頻零序電流幅值小的特點。除此之外作為故障線路，還有可能出現(xiàn)某一零序電流幅值最大或者零序電流值變化最大。雖然這種選線方法具有諸多特點，對故障線則可能會出現(xiàn)選線錯誤的情況，會影響其安全運行，這就需要有關(guān)人員對其進(jìn)行監(jiān)控并及時修正，以保證意外發(fā)生時對變電站產(chǎn)生的影響及時減小損失。

3.2 故障暫態(tài)信息的選線

故障暫態(tài)信息的選線主要包括有：首半波法、暫態(tài)無功方向和最常見的以小波變換的電流分析法。

簡單對小波變換的暫態(tài)零序電流進(jìn)行分析。小波變換的暫態(tài)零序電流是指系統(tǒng)通過對傳輸?shù)男〔ㄟM(jìn)行分析，從而判斷是否產(chǎn)生故障及產(chǎn)生故障的線路。由于故障線路與健全線路暫態(tài)電流幅值不同和極性相反的特點，利用這兩點，能夠準(zhǔn)確的驗證。且其靈敏度不會受外界條件的影響而發(fā)生改變。

3.3 綜合判據(jù)的選線

綜合選線的依據(jù)主要包括三部分，其中最常用的是基于面保護(hù)原理。它主要利用元件自身包含的信息，能夠有效的判斷。它含有的多CPU結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行并行處理，隨著并行算法的不斷完善，使得面保護(hù)的實現(xiàn)將越來越容易。很大一部分降低了系統(tǒng)的選錯線機(jī)率。通過實踐經(jīng)驗可得知，基于面保護(hù)原理所采用的小電流接地系統(tǒng)發(fā)生錯誤選線的機(jī)率。

4.數(shù)字化變電站中小電流接地選線

數(shù)字化電網(wǎng)的建設(shè)離不開智能裝置的配備。新型小電流接地裝置的優(yōu)點逐漸被社會所認(rèn)同，有效的運用小電流接地裝置，快速排除故障線路。保障電力的正常供應(yīng)。

4.1 硬件條件

小電流接地裝置包括的硬件設(shè)施有監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊、網(wǎng)絡(luò)管理等裝置。不同組成有著不同的分工，共同保障裝置的正常運行。一般是通訊網(wǎng)絡(luò)完成對信號的傳遞運輸將數(shù)據(jù)傳到后臺監(jiān)控和管理系統(tǒng)。完整的獲取數(shù)據(jù)后，通過設(shè)定好的程序?qū)ζ溥M(jìn)行運算分析，從而最快的判斷故障發(fā)生地段，及時對其進(jìn)行維修。智能化電網(wǎng)工程的發(fā)展，獲取及處理數(shù)據(jù)能力的不斷加強(qiáng)。處理信息速度不斷加快。辨別故障線路的準(zhǔn)確率明顯提高。這充分證明了小電流接地裝置等硬件設(shè)施帶來的方便與安全。

5.結(jié)語

由于小電流接地裝置的能高效解決故障，高效智能、使用方便，維護(hù)簡介等眾多優(yōu)點。成為智能化改造過程不可缺少的一部分。基于消弧線圈接地原理的支持，小電流接地裝置技術(shù)更加普遍運用，為電網(wǎng)的安全發(fā)展提供了長久有效的保障。

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