劉 劍

（國網陜西省咸陽市供電公司，陜西 咸陽712000）

0 引言

現階段，隨著我國電網“三集五大”改革的不斷推進，各個地區(qū)基本上都建立了電力調度中心，在調度控制一體化的管理模式之下，接入電網自動化系統(tǒng)的受控站數量也明顯增多，其中小電流接地系統(tǒng)分路的數量也越來越多。在這樣龐大的小電流接地系統(tǒng)之中，可能產生的故障類型主要有單相接地故障和事故跳閘故障2種，故障發(fā)生幾率要比大電流接地系統(tǒng)大得多，且造成的危害也大得多，同時其表現出了線路地域集中的特征。對于這些問題，我們必須要使用有效的手段來控制小電流接地系統(tǒng)的故障發(fā)生幾率，這樣才能夠確保我國配電網高效穩(wěn)定運行，確保供電的穩(wěn)定性和安全性。一般來說，在區(qū)域內部電力系統(tǒng)中經常采用中性點接地方式，而中性點接地又可劃分為2種不同類型，其一是中性點直接接地，其二是中性點間接接地。從現階段國內低壓配電網的運行情況來看，大多選擇中性點不接地系統(tǒng)，即本文中所研究的小電流接地系統(tǒng)。

1 小電流接地系統(tǒng)故障帶來的危害

當前世界上很多國家的配電網普遍選擇中性點間接接地系統(tǒng)，因為當接地故障發(fā)生后，其經過接地點的電流較小，因此也稱為小電流接地系統(tǒng)，主要可劃分為中性點不接地系統(tǒng)、中性點經電阻接地系統(tǒng)和中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)。采取小電流接地系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：當產生單相接地故障后不會形成短路回路，而僅僅在系統(tǒng)內部形成較小的零序電流；三相線之間的電壓仍舊處于對稱狀態(tài)，不會耽誤系統(tǒng)的正常工作。這樣一來就可以大大增強電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性，所以小電流接地方式也得到了普遍的運用。

小電流接地系統(tǒng)的跳閘故障和大電流接地系統(tǒng)相比，對系統(tǒng)的沖擊較小，但是過于頻繁的跳閘故障會影響更多的用戶，對配電網的供電穩(wěn)定性帶來較大的影響。而小電流接地系統(tǒng)的單相接地故障發(fā)生后，雖然并不會直接導致跳閘，但是會讓非故障相對地電壓逐漸上升，有很大可能導致系統(tǒng)內部絕緣薄弱區(qū)域被擊穿，從而產生短路。當單相接地故障發(fā)生后，就如同在接地點另外添加了一個零序電壓源，這一電壓源會朝各個線路輸送零序電流。在故障區(qū)域所形成的電弧常常會導致設備損壞進而形成相間短路。在某些環(huán)境之下，還有可能發(fā)生串聯諧振過電壓，其數值往往會超過相電壓的幾倍，危害相當大。另外，在系統(tǒng)內部存在抵御短路能力不足的限制運行主變時，單相接地與跳閘故障常常會導致主變燒毀。

2 小電流接地系統(tǒng)故障分析及處理方法

2.1 小電流接地系統(tǒng)故障分析

大量相關資料顯示，在目前國內小電流接地系統(tǒng)中存在的普遍問題主要是單相接地故障，單相接地故障的發(fā)生概率大約在整個小電流接地系統(tǒng)故障的80%左右?，F階段電力系統(tǒng)單相接地故障的發(fā)生原因主要是：單相接地事故產生后，接地相的電壓會在很短的時間內下降到0，這樣一來往往會造成一個非常嚴重的問題：按照電壓平衡定律，電力系統(tǒng)相對應的非平衡相電壓會在短時間內瞬間提升到正常狀態(tài)下的1.7倍左右，在電壓提升的狀態(tài)下長時間運行就很容易導致電力系統(tǒng)對地連接薄弱處發(fā)生擊穿，而若是整個系統(tǒng)都存在對地擊穿的問題，那么會導致整個電網都發(fā)生短路，對電網內的各種設備設施造成損壞，另外還會形成弧光效應，可能引發(fā)火災等更為嚴重的后果。

2.2 處理小電流接地系統(tǒng)故障的主要方法

我國對中性點非有效接地系統(tǒng)的相關研究相對于國外來說要更加廣泛一點，下面筆者結合自身的實際工作經驗以及對相關文獻資料的研究，提出了幾點處理小電流接地系統(tǒng)故障的方法：

（1）拉路或拉閘。如果電力系統(tǒng)內部發(fā)生接地相關的故障，我們可以讓電力系統(tǒng)內部控制人員對各個線路進行拉閘限電，從而找出接地線路。拉路或拉閘屬于一種相對落后的方法，但是從實際效果來說，這也算是一種有效性較高的人工故障清除方法，在現階段的電路系統(tǒng)運行維護中依舊被很多電力人員所使用。然而，我們也必須了解這一方法的局限性，例如會減短斷路器的壽命、對區(qū)域設備產生損害等。

（2）穩(wěn)態(tài)信號測量分析法。這種方法通常是對接地信號的穩(wěn)態(tài)特征圖譜進行一系列的分析，其原理是當電力系統(tǒng)處于正常穩(wěn)定運行狀態(tài)下，由于內部三相高壓電容具有非對稱性質，因此在電網中性點常常會產生電壓偏移的情況，如果接地點存在擊穿現象，那么接地相電壓就會發(fā)生變化，之后再通過穩(wěn)態(tài)分析來實現小電流接地系統(tǒng)故障的預測功能。

（3）暫態(tài)信號測量分析法。該方法現階段國內外很多專家學者都在研究，其原理一般是區(qū)域內的配電系統(tǒng)出現單相接地事故之后，往往會形成瞬間暫態(tài)電壓和電流信號，我們對瞬間暫態(tài)電壓和電流信號進行分析就能夠很容易地找出導致故障發(fā)生的源線路。同時還有很多研究人員也試驗了利用小波分析法來對暫態(tài)信號進行分析，從而找出小電流接地系統(tǒng)故障的特征。

（4）運用改進后的小波分析法來對故障行波特征進行分析。上文中已經提到，現階段有很多研究人員 利用小波分析法來尋找故障行波特征，但是這種方法依舊有一定的缺陷，比如經常會受到外部電信號的影響，從而導致分析結果與實際存在偏差，無法準確找出故障線路的位置。我們可以對暫態(tài)電流信號矩陣實施S變換，確保測量點是暫態(tài)能量處于最大狀態(tài)下時對應的點，之后再選取故障特征的頻率序列，把出現次數最多的區(qū)域定為故障區(qū)域。這種方法與小波定位分析相比，其結果的準確率更高。而我國東南大學的研究人員提出了基于FTU反饋線路自動化特征的故障定位方法，也能夠獲得非常準確的分析結果。

（5）通過近似熵的算法對線路進行檢測。如果電力系統(tǒng)內部存在小電流接地故障，我們可以在故障點兩側的檢測點進行檢測，往往能夠捕獲到這兩點的暫態(tài)功率頻率，經驗證它們是相同的，因此在這一狀態(tài)下二者熵值的大小也應該區(qū)域相等。利用這一檢測方法，我們能夠非常容易地對近似熵值的比例因子進行計算，之后將其和主控制站設計熵值的取值范圍進行對比，就能夠很容易地判斷出故障發(fā)生區(qū)域。

3 結語

總之，有效控制小電流接地系統(tǒng)的故障發(fā)生幾率是一項長期性、系統(tǒng)性的工作，我們只有對部分故障發(fā)生幾率較高的線路進行一定的改造，才能夠從本質上處理好這一問題。從當前國內外的研究現狀來看，供電的安全可靠性已經成為各國普遍關注的焦點，因此我們應該更加深入地對小電流接地系統(tǒng)故障進行分析研究，不斷改善現有的選線裝置，從而讓其可以快速地找到故障線路。同時，我們還可以通過利用接地線路查詢系統(tǒng)、新型接地選線裝置、做好變電站監(jiān)控工作等方法，有效地對故障進行處理，從而保障電網的安全穩(wěn)定運行。

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［2］郭清滔，吳田.小電流接地系統(tǒng)故障選線方法綜述［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2010（2）

［3］楊連艷，崔春全，馮麗.小電流接地系統(tǒng)單相接地故障處理［J］.當代化工，2013（9）