小電流接地系統(tǒng)的故障分析和對策

馬振華

摘 要：隨著時代的進(jìn)步，電力行業(yè)也迅速發(fā)展起來。對小電流接地系統(tǒng)進(jìn)行了分析，包括中性點(diǎn)不接地以及經(jīng)過消弧線圈接地;針對中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)幾種典型的故障進(jìn)行了深入研究，在此基礎(chǔ)上對中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)選線原理進(jìn)行了介紹，并對實際應(yīng)用的選線裝置進(jìn)行了原理分析。

關(guān)鍵詞：小電流接地系統(tǒng);故障分析;對策

引言

小電流接地系統(tǒng)在電力行業(yè)中投入使用之后便發(fā)揮出來了巨大的作用，推動了電力行業(yè)的迅速發(fā)展，但是小電流接地系統(tǒng)經(jīng)常性的會出現(xiàn)單相接地故障，影響了電力系統(tǒng)的工作效率。因此必須要求相關(guān)的技術(shù)人員采取更加規(guī)范和合理的線路故障選線方法在損失最小的前提下提高修復(fù)故障的效率，進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)的工作質(zhì)量，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1小電流接地系統(tǒng)簡介

1.1小電流接地系統(tǒng)

小電流接地系統(tǒng)，就是指中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，經(jīng)過消弧線圈接地系統(tǒng)，也可以稱作是小電流接地系統(tǒng)。如果發(fā)生一些單項接地線路故障，那么這種情況下，電力系統(tǒng)中時無法形成電回路的。在本文中，所涉及的接地短路電流與正常情況下的電流負(fù)荷相比較而言時及其微小的，這也是所謂小電流接地系統(tǒng)名稱的一個由來，就因為小電流接地系統(tǒng)有著電流電力較小的特征，因此，目前在我國很多的電力系統(tǒng)中都應(yīng)用到了小電流接地這一系統(tǒng)，而且根據(jù)一些相關(guān)的調(diào)查，也可以很顯然地看出，在我國110kV以下的電力系統(tǒng)中，多數(shù)都有應(yīng)用到小電流接地系統(tǒng)。所以說，在發(fā)展我國電力事業(yè)上，小電流接地系統(tǒng)是其非常重要的部分。

1.2小電流接地系統(tǒng)的特點(diǎn)

本文以江蘇艾美瑞公司的產(chǎn)品為例，進(jìn)行相關(guān)的分析，該產(chǎn)品主要采用的是模塊化的建設(shè)，該產(chǎn)品的主控塊采用的時高速度的十六位自動數(shù)據(jù)采集功能的高性能單片機(jī)，在該產(chǎn)品的各個模塊之間均可使用冗余校驗技術(shù)、通過多主發(fā)送的CAN通信方式對其數(shù)據(jù)交換的方式共享。面板的操作時運(yùn)用五健的鍵盤以及顯示屏搭配進(jìn)行的，以此來將人機(jī)對話的功能進(jìn)行實現(xiàn)。這個系統(tǒng)中所應(yīng)用到的是大家經(jīng)常會說到的雙看門的方式，一這種更加保險的方式來對系統(tǒng)濟(jì)寧檢測。其有著比較高的電壓輸入，有著精確度更高的電流信號精度測量，有著信息以及設(shè)備的記憶功能，此外還有這遠(yuǎn)程傳輸功能，可以實時對數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。

2小電流接地故障產(chǎn)生的原因

（1）由于供電線路質(zhì)量、自然災(zāi)害（大風(fēng)暴雪）、工程事故等造成線路斷路落地或者與輸電線路的橫擔(dān)相連接，發(fā)生小電流單相接地的故障。（2）由于絕緣子質(zhì)量或其它原因，絕緣子擊穿或造成絕緣性能的下降，從而發(fā)生小電流單相接地故障。（3）由于樹木的生長，輸配電線路與樹枝相接觸，發(fā)生輸配電線路短路小電流單相接地的故障。（4）由于鳥類在輸配電線路做窩，降低了配電線路的絕緣等級，鳥類自身造成輸配電線路短路等原因，從而發(fā)生小電流單相接地的故障。（5）由于某種漂浮物在空中漂浮的過程中，與輸配電線路連接，從而發(fā)生小電流單相接地故障。（6）由于輸配電線路導(dǎo)線斷路的原因，造成小電流單相接地故障。其中上述原因中線路短路、樹枝造成線路短路、輸配電線路中絕緣子的擊穿占小電流單相接地故障的60%，所以在對小電流單相接地故障排除時一定注意。

3小電流接地時故障的防止措施

3.1中性點(diǎn)不穩(wěn)定過電壓的防治措施

在實際的小電流接地系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，如果發(fā)生了中性點(diǎn)不穩(wěn)定過電壓的現(xiàn)象的話，對于整個系統(tǒng)的影響是巨大的，甚至?xí)斐杀容^嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)方面損失。在這種情況下，首先可以將電壓互感器的伏安特性進(jìn)行改善，使得整個系統(tǒng)能夠在中性點(diǎn)上的穩(wěn)定性表現(xiàn)良好，其次，還可以減少并聯(lián)運(yùn)行的數(shù)量，在必要的情況下可以將這一數(shù)量降至最低，這樣能夠使得中性點(diǎn)不穩(wěn)定過電壓現(xiàn)象出現(xiàn)概率降低，最后，系統(tǒng)還可以對無間隙的避雷器進(jìn)行應(yīng)用，使得系統(tǒng)能夠保持中性點(diǎn)的穩(wěn)定性。

3.2斷開兩相接地短路過電壓的防止措施

在進(jìn)行小電流接地系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，相關(guān)的工作人員應(yīng)該避免消弧線圈出現(xiàn)只安裝在一路進(jìn)出線路的電廠當(dāng)中，這樣就能夠使得斷開兩相接地短路過電壓現(xiàn)象出現(xiàn)概率降低，另外為了使得系統(tǒng)不產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象，還需要對避雷器來進(jìn)行應(yīng)用。

3.3線路碰線過電壓的防止措施

這種現(xiàn)象是在實際的電網(wǎng)運(yùn)行過程中發(fā)生的，但是這種現(xiàn)象對于實際電網(wǎng)的影響并不會很大，一般來說，這種故障是不會造成停電事故的，相關(guān)的工組人員可以增大不同線路之間的距離，使得系統(tǒng)中的各個部分都能夠穩(wěn)定的在電網(wǎng)中進(jìn)行工作。

4接地系統(tǒng)選線研究

4.1選線原理

（1）中性點(diǎn)不接系統(tǒng)選線。當(dāng)檢測到供電系統(tǒng)母線發(fā)生故障，導(dǎo)致該段母線零序電壓值升高的時候，需要進(jìn)一步檢測該段母線負(fù)荷出線的零序電流值，將檢測出的電流選擇三組最大值取平均值，并選擇最小值取平均值，將兩組平均值進(jìn)行比較，并對比相位關(guān)系，如果相位符合零序電壓超前零序電流90°，則選線時按照出線選擇，如果零序電流超前零序電壓90°，則選線時按照母線選擇。（2）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)選線。根據(jù)電力行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，對于3～l0kV的電網(wǎng)系統(tǒng)中，如果發(fā)生單相對地短路故障時，故障電流值超過30A的情況，系統(tǒng)中性點(diǎn)需要經(jīng)過消弧線圈接地;而對于3～l0kV架空線路供電系統(tǒng)以及所有的35kV、66kV等級的供電網(wǎng)絡(luò)，如果發(fā)生單相對地短路故障時，故障電流值超過10A的情況，需要中性點(diǎn)經(jīng)過消弧線圈接地。當(dāng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相對地短路故障時，可以通過在消弧線圈暫時并聯(lián)一組有效電阻的方式，使發(fā)生故障位置瞬時產(chǎn)生較大的有功分量，利用此時的有功分量電流值作為選線依據(jù)。當(dāng)故障點(diǎn)對地電弧完全消除以后將電阻切除。當(dāng)所并聯(lián)的電阻形成的有功分量足夠大時，就可以滿足選線目的。

4.2小電流接地選線裝置

根據(jù)選線原理的不同可以將小電流接地選線裝置分為兩種形式：零序電流電壓法和激勵法。零序電流電壓法進(jìn)行選線的原理是利用系統(tǒng)零序電壓和零序電流的特征為依據(jù)進(jìn)行選線的。也就是對于發(fā)生單相對地短路故障的系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的零序電壓以及零序電流數(shù)值和相序關(guān)系進(jìn)行選線。關(guān)于零序電流電壓法選線裝置，當(dāng)檢測到故障位置零序電流最大值，將數(shù)值與零序電流幅值進(jìn)行比較，進(jìn)而判斷出故障線路。激勵法選線裝置使用時需要額外使用耦合設(shè)備，利用耦合設(shè)備向電網(wǎng)外加特殊信號，信號作為電壓互感器副邊的輸入信號，經(jīng)過互感器耦合作用經(jīng)由原邊進(jìn)入母線進(jìn)入接地線路，最終匯入接地故障點(diǎn)，電網(wǎng)發(fā)生接地故障的線路就會有電流信號，而沒有發(fā)生對地短路的線路不存在電流信號。根據(jù)上述原理，在電網(wǎng)中每條線路進(jìn)行信號檢測，當(dāng)主機(jī)沒有檢測到電流信號時，就可以判斷該條線路正常，如果檢測到電流信號，那么該條線路就是故障線路。

結(jié)語

通過本文對小電流接地系統(tǒng)單相接地故障和其選線工作的分析，從本文的闡述中也可以看出，小流接地系統(tǒng)有著電流較小的特點(diǎn)，這個特點(diǎn)也使得小流接地系統(tǒng)在電網(wǎng)領(lǐng)域中有了一席之地，但是在實際的應(yīng)用中小電流接地系統(tǒng)的運(yùn)用依然存在很對的不足之處，因此，在今后的小電流接地系統(tǒng)發(fā)展中，工作者要積極的對其進(jìn)行優(yōu)化，不斷解決其中所存在的問題。

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