【摘要】小電流接地系統(tǒng)主要應(yīng)用在我國6～66kV中壓電網(wǎng)中，該系統(tǒng)具有可瞬時(shí)接地、供電可靠性高、接地電流小等優(yōu)點(diǎn)，但發(fā)生單相接地故障時(shí)，對故障線準(zhǔn)確及時(shí)選出提出了較高的要求。

【關(guān)鍵詞】小電流接地系統(tǒng);單相接地故障;選線問題

小電流接地系統(tǒng)的接地方式有：中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)（NRS）、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)（NUS）、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地（NES），本文將以NES為切入點(diǎn)來論述電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法和問題分析。

一、小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法和問題分析

1.5次諧波發(fā)

NES系統(tǒng)在設(shè)立之初主要考量基波頻率，最重要的是電網(wǎng)對地基波總?cè)菘箮缀醯扔诨娍?。高次諧波回路類似于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，相對于電網(wǎng)對地容抗值，電抗值更高，這就導(dǎo)致高次諧波電流補(bǔ)償需要無法被消弧線圈滿足。在這種情況下，配電網(wǎng)中5次諧波的含量最為豐富，根據(jù)諧波電流比幅比相原理，我們可以選擇5次諧波發(fā)進(jìn)行小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線。這也是實(shí)際工作應(yīng)用中應(yīng)用最大的方法。

盡管5次諧波發(fā)的應(yīng)用在我國非常廣泛，但其效果還是不能滿足實(shí)際的需求。

原因如下：

①受接地過程中產(chǎn)生諧波的分量太大，導(dǎo)致不易檢測;

②在電網(wǎng)中，相對于基波分量，諧波分量很小，甚至很難提取和檢測，尤其在線路較短或高阻接地的情況下更是如此;

③缺陷不易改善。

以上是5次諧波發(fā)選線的主要問題，對其應(yīng)用造成了很大的局限性。

2.有功分量法及相關(guān)改進(jìn)

在NES系統(tǒng)中，“幅值最大，相位相反”是接地線路零序電流有功分量呈現(xiàn)的主要現(xiàn)象，導(dǎo)致這一想象的內(nèi)在因素是線路電導(dǎo)、消弧線圈電阻等有功分量的補(bǔ)償需要無法被消弧線圈的電感滿足。根據(jù)這一原理，我們可以比較同相分量的相位、幅值來進(jìn)行選線，其中最具有代表性的是：檢測各出線零序電流并分解為2個(gè)分量，保證分量和中性點(diǎn)零序電壓正交且相同。

該方法的主要問題是：

①接地電流易受人為因素的影響，接地電流增大，接地電弧重燃幾率升高;

②對有功分量的要求較高，否則會產(chǎn)生很大的誤差;

③對于較小的零序電流，相位分解困難、誤差大以上選線問題，限制了NES優(yōu)勢功能的發(fā)揮。

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合以下思路能提高方法1的準(zhǔn)確度：增大零序電流的有功分量可以使得選線更加準(zhǔn)確，零序電流的有功分量的增加是通過在永久性接地時(shí)短時(shí)投入電阻實(shí)現(xiàn)的，而消弧線圈與電阻串、并聯(lián)的中性點(diǎn)接地方式能更好地實(shí)現(xiàn)短時(shí)電阻的投入。然而有功能量計(jì)算方法有多種，比如把零序電壓和零序電流相乘，和方法1相比，具有以下優(yōu)勢：不必對小的零序電流相位進(jìn)行分解，避免出現(xiàn)分解困難、錯(cuò)差大的問題，更易于施行。有功能量選線方法的判據(jù)是接地線路的有功能量的相位與非接地線路是否相反且幅值最大。

盡管有功能量選線方法非常方便選線，但實(shí)際的運(yùn)行中還是存有一定的問題的：

①對于檢測裝置精度要求較高，特別是在消弧線圈和線路的情況下，零序電流的有功分量越小越不易檢測，誤選的幾率增大;

②容易受到三相電流互感器的干擾。

3.基于擾動(dòng)原理的選線方法

隨著自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈的廣泛應(yīng)用，作為配合其應(yīng)用的基于擾動(dòng)原理的選線方法得到了長足的發(fā)展，是一種新的接地選線方法。該方法的判據(jù)是故障線路的零序電流是否發(fā)生改變，而零序電流是隨著接地點(diǎn)的殘流的改變而改變的，所以當(dāng)發(fā)生單相接地故障后，我們通過微調(diào)消弧線圈的脫諧度υ，就可以找到故障線路。在很長一段是時(shí)間內(nèi)，對該方法的應(yīng)用主要是比較各條出線的零序電流絕對值變化量，盡管同樣能找到故障線路，但相對于調(diào)消弧線圈的脫諧度υ，比較零序電流絕對值并不能發(fā)揮該方法的優(yōu)勢。

不過，我們應(yīng)該認(rèn)識到基于擾動(dòng)原理的選線方法的準(zhǔn)確度容易受到接地電阻大小、零序電壓高低的影響，比如在阻小、零序電壓高的情況下，基于擾動(dòng)原理的選線方法是非常準(zhǔn)確的，否者準(zhǔn)確度并不高。比如，當(dāng)接地過渡電阻較大時(shí)，調(diào)消弧線圈的脫諧度υ同樣會導(dǎo)致非故障線路的零序電流大聲較大幅度改變，尤其是那些對地電容大、線路長的電纜饋線，更不可能分辨出故障線路，因?yàn)榇藭r(shí)故障線路的零序電流變化量幾乎與其它線路一樣，對選線工作造成很大的困擾[2]。

對于上述問題，我們可以對基于擾動(dòng)原理的選線方法進(jìn)行改進(jìn)，基本思路是：首先測定零序電壓值，然后調(diào)消弧線圈的脫諧度υ，接著再測定零序電壓值，若前后值不一樣，對零序電壓與零序電流進(jìn)行折算，繼而找出故障線路。方法如下：

設(shè)：調(diào)節(jié)前系統(tǒng)的零序電壓是U0，調(diào)節(jié)后系統(tǒng)的零序電壓是u0，調(diào)節(jié)前線路P的零序電流是I0p，調(diào)節(jié)后線路P的零序電流是i0p，那么經(jīng)過折算線路k零序電流變化量△I0p。

△I0p=i0pU0/u0-I0p " " " " " " " " " " " " " （1）

式（1）是對對線路零序?qū)Ъ{的計(jì)算，也是我們進(jìn)行折算的目的。在理想的物理環(huán)境下，正常線路的△I0p=0，故障線路的△I0p≠0。但測量誤差、線路損耗，都有可能影響△I0p的大小，所以在實(shí)際的選線故障中，應(yīng)選擇△I0p最大的為故障線路。

調(diào)消弧線圈的脫諧度υ，找出零序電流變化量較大的線路即為故障線路的選線方法是契合擾動(dòng)原理的，具有很好的應(yīng)用效果較好。但該選線方法的問題是適用范圍受限制，比如就不能在預(yù)調(diào)式消弧線圈上適用，因?yàn)樵摲椒ǖ暮诵臉?gòu)件是能隨時(shí)調(diào)式消弧線圈。根據(jù)相關(guān)的文獻(xiàn)[3]，改變預(yù)調(diào)式消弧線圈脫諧度并不是不可能，可以通過將電抗器與消弧線圈串、并聯(lián)投切來實(shí)現(xiàn)，但這樣會使得接地系統(tǒng)更加的復(fù)雜度和難以控制。

二、結(jié)束語

本文分析了小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法，并對各個(gè)方法存在問題進(jìn)行了論述。由于篇幅和筆者的學(xué)識所限，本文確定還存在偏頗和不足之處，只希望能對大家相關(guān)課題的研究有所幫助，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確及時(shí)選出故障線路的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳維江，蔡國雄，蔡雅萍，等.10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈并聯(lián)電阻接地方式[J].電網(wǎng)技術(shù)，2004，28（24）：56-60.

[2]江渝.快速可連續(xù)調(diào)節(jié)消弧線圈諧振接地系統(tǒng)研究[D].重慶，重慶大學(xué)，2005.

[3]齊鄭，劉寶柱，王璐.廣域殘流增量選線方法在輻射狀諧振接地系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006，30（3）; 84-88.