文俊紅

(霍州中冶焦化有限責任公司 山西臨汾 031400)

在煤礦電網(wǎng)中，并聯(lián)供電線路是其中一種十分常見的供電方式，特別是由變電所引出的電源，此類線路通常都比較長，負荷也會比較大，其接地選線方式一直都沒有得到很好的解決。尤其是在發(fā)生相應故障的時候，信號就會與故障相疊加，導致出現(xiàn)拒動、誤動的情況。為了達到選線要求，目前提出了一種基于相間電流差的方式，通過此種方法可以有效的判斷出發(fā)生的故障。

1 基于相間電流差選線的原理

假設小電流接地系統(tǒng)正常運行的時候，該系統(tǒng)的電源電壓是三相對稱的，由兩條線路并聯(lián)組成，并且各自具有相應的電容以及負荷電流。當某一條線路發(fā)生單相接地故障的時候，相應的電壓就會發(fā)生一定的改變，同時也就會出現(xiàn)一定的單相接地電流，致使流過各個線路的電流也會隨之發(fā)生相應的改變。除此之外，因為線路電壓還是對稱的，在出現(xiàn)單相接地故障的前后，其負荷電流在一瞬間還是保持不變的，所以，在沒有出現(xiàn)故障的線路中，其三相電流的變化幅度是保持一致的；而在出現(xiàn)故障的線路中，發(fā)生故障相與沒有發(fā)生故障相之間的電流差就是產(chǎn)生的單相接地電流，其中沒有發(fā)生故障相的電流變化幅度也是保持一致的。但是，在實際運行過程中，系統(tǒng)的三相電壓是不可能一直保持對稱的，因此，相間電流差通常是以接地電流的一半為基準的。由此可以看出，當出現(xiàn)故障的時候，故障線路通常都是將故障相作為基準，定義相間電流差；而沒有出現(xiàn)故障的線路在定義相間電流差的時候，可以將任何一項作為基準。所以，能夠通過對故障相的相間電流差之間的比較，判斷線路出現(xiàn)故障的實際情況，進而得出相間電流差最大的那條線路就是出現(xiàn)故障的線路。

2 基于相間電流差選線的方法

2.1 檢測零序電壓

在確定系統(tǒng)出現(xiàn)故障之前，一定要先對系統(tǒng)的零序電壓進行相應的檢測，當系統(tǒng)的二次零序電壓的值大于所預設闕值的時候，比如：15伏，通常就會認為該系統(tǒng)出現(xiàn)了單相接地故障。

2.2 確定故障相

當確定該系統(tǒng)發(fā)生故障的時候，一定要確定故障相，進而才可以采取相應的解決措施。確定故障相的判斷依據(jù)就是：當電壓最低相的電壓值小于額定電壓百分之三十的時候，那么就可以確定電壓最低的相就是發(fā)生故障的相；當電壓最低相的電壓值大于額定電壓百分之三十的時候，針對中性點不接地系統(tǒng)或者消弧線圈接地情況而言，故障相通常情況都是將正相序作為基準。

2.3 相間電流差的計算

確定故障線路的方法就是計算相間電流差，也就是將故障相的電流作為計算的基礎，對各個線路的電流進行計算，之后得出相應的相間電流差，其中得出差值最大的那一條線路就是發(fā)生故障的線路。

3 PSCAD仿真系統(tǒng)

利用PSCAD仿真系統(tǒng)對線路選線進行驗證，通常情況都會設置5條線路，長度分別是10千米、15千米、8千米、12千米以及5千米。電源側電壓為35千伏，變壓器的容量為10兆伏安。線路模型使用的就是分布參數(shù)的模型，其中正序參數(shù)的正序電阻為每千米0.17歐姆，正序電容為6.2e-8F/km，正序電感為7.5e-3H/km，而零序參數(shù)的零序電阻為每千米0.23歐姆，零序電容為3.7e-8F/km，零序電感為34.2e-3H/km。因為并聯(lián)電路通常都會存在電流不平衡的情況，所以，均會對相應的線路進行電流平衡的設置，針對中性點不接地系統(tǒng)的故障與接地電阻是1000歐姆時這兩種情況展開相應的仿真驗證。其得到的相間電流差見表1、表2。

表1 單相接地故障的相間電流差

表2 接地電阻是1000歐姆的相間電流差

從表1與表2中可以看出，出現(xiàn)故障的線路都是以發(fā)生故障的相作為基準，其相間電流差最大的那一條線路，并且對于并聯(lián)電路而言，其中一條線路出現(xiàn)故障的時候，此項理論也是符合實際情況的。但是當接地電阻值不斷增大的時候，其相間電流差的值也就會越來越小，也是很難予以判斷的。所以，通過仿真結果能夠說明，對于小電流接地選線而言，采取基于相間電流差的方法是非常有效的，特別適合應用在含有并聯(lián)電路的電網(wǎng)中，可以很好的解決故障線路確定的問題。除此之外，還可以說明此種選線方法非常適合應用在單相接地與低接地電阻的故障線路中，但是對于一些單相高電阻的故障就會缺乏一定的靈敏度，進而可能會影響對于出現(xiàn)故障位置的判斷，由此可以看出，一定要加強這一方面的研究，盡可能提高系統(tǒng)運行的靈敏度，這樣才可以有效的提高系統(tǒng)運行的可靠性與安全性。

4 結語

通過對小電流接地系統(tǒng)發(fā)生故障的前后進行分析，充分考慮線路各相電流的變化情況，進而提出了基于相間電流差的選線方法，很好的解決了單相接地故障的問題，并且也非常適合應用在并聯(lián)電路中，除此之外，從仿真系統(tǒng)的驗證結果上而言此種方法也可以非常準確的找出發(fā)生故障的線路，特別是可以有效的區(qū)分發(fā)生故障的故障相，進而使電網(wǎng)系統(tǒng)不會再受到供電方式的干擾，供電效果也會非常好，是一種非常適用的選線方法。所以，加強對煤礦電網(wǎng)含并聯(lián)線路小電流選線方法的研究是一件非常值得的事情。

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