作者/張金花、李文華、王立功，國網(wǎng)山東省電力公司寧津縣供電公司

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)小電流接地故障分析

作者/張金花、李文華、王立功，國網(wǎng)山東省電力公司寧津縣供電公司

近年來，我國電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程不斷加快，因此在處理小電流接地故障問題方面也有了更高的要求。通常使用暫態(tài)等值電路予以解決，但缺乏相關(guān)的參數(shù)計算。本文就智能消孤線圈在解決中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)小電流接地故障中的應(yīng)用展開探討。

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)；小電流接地；故障

引言

小電流接地方式以配電網(wǎng)中性點(diǎn)為主，其中的關(guān)鍵技術(shù)包括接地補(bǔ)償、過電壓防護(hù)以及故障保護(hù)等?，F(xiàn)階段主要應(yīng)用暫態(tài)分量與系統(tǒng)附加電流作為小電流接地保護(hù)的主要手段。應(yīng)用上述兩種手段能夠有效保障配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。然而解決小電流接地故障問題則需要從消弧線圈入手，以保障配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

1.XKH-Ⅱ型智能消弧線圈成套裝置簡述

（1）裝置的應(yīng)用范圍。隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，人們對電力系統(tǒng)運(yùn)作的可靠性也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。而中性點(diǎn)接地方式是影響系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及供電可靠性的重要因素，就目前的城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)情況而言，經(jīng)常會出現(xiàn)以下情況，即電容電流迅速增加，從而使事故跳閘的發(fā)生率上升。鑒于此，電網(wǎng)建設(shè)過程中，應(yīng)將諧振接地作為主要方式，在中性點(diǎn)內(nèi)設(shè)置消弧線圈，當(dāng)出現(xiàn)單行接地狀況時，消弧線圈則通過自身的感性電流對故障位置的電容電流實(shí)施補(bǔ)償[1]。于故障點(diǎn)殘留減小，從而自然熄弧，避免事故的進(jìn)一步發(fā)展。有研究表明，消弧線圈在10至35kV電壓等級配電網(wǎng)中的專職實(shí)用性強(qiáng)，既能用于電力系統(tǒng)，又能用于冶金、石化、煤炭等領(lǐng)域，從而保證可靠性供電。

（2）裝置的特征及組成。消弧線圈裝置的特征有以下幾點(diǎn)。含有PC104，工作頻率為233赫茲，在未出現(xiàn)故障的情形下，所能運(yùn)行的時間為2×105h，且裝置具備較高的可靠性。模塊化設(shè)計方式，有關(guān)功能采用獨(dú)立插件式的模塊進(jìn)行設(shè)置，以滿足各類型用戶的需求。在LCD顯示屏的使用之下，能夠顯示多類信息數(shù)據(jù)，配合漢字打印機(jī)，能實(shí)現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的打??；接地選線功能，例如在并聯(lián)中的綜合選線法以及電阻選線法等使用下，能保障接地選線的準(zhǔn)確性，裝置擁有故障錄波功能，能夠?qū)收铣霈F(xiàn)到消除的全程進(jìn)行記錄，記錄的內(nèi)容包括零序電壓、電流波形。此外，裝置中存在高速A/D轉(zhuǎn)換器，能實(shí)現(xiàn)電壓、電流采樣的要求。從裝置的構(gòu)成分析，主要包括電壓互感器、干式消弧線圈、控制屏、隔離開關(guān)、有載開關(guān)、故障錄波、小電流接地選線等。

2.智能消弧線圈在小電流接地故障中應(yīng)用

（1）自動調(diào)諧和選線控制器。此構(gòu)件的功能特征主要為記錄容量大、保護(hù)功能較完善、抗干擾能力較強(qiáng)、且存在運(yùn)動功能、選線功能、報警功能等。從控制器的運(yùn)行原理方面而言，可對于脫諧度、殘流等進(jìn)行判斷，從而明確消孤線圈補(bǔ)償調(diào)流是否須被調(diào)節(jié)，在運(yùn)行前應(yīng)完善接地殘流、設(shè)定脫諧度范圍等工作，如果和此范圍相脫離，控制器則會發(fā)出指令，并在此前提下，調(diào)整消弧線圈的檔位，保障殘流與脫諧度處于標(biāo)準(zhǔn)范圍之中。此外，在并聯(lián)中電阻選線情形下，因故障線路零序電流被增多，能夠保障選線的正確性，從而將并聯(lián)電阻投入運(yùn)作時，則避免系統(tǒng)受到?jīng)_擊，中性點(diǎn)電壓也隨之被下降，進(jìn)而保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行[2]。此外在應(yīng)用控制器的情況下，接地信息導(dǎo)出功能、故障錄波功能也更為顯著。以故障錄波功能為例，裝置中存在PC104，同時設(shè)置了A/D轉(zhuǎn)換器，故障過程中的全部信息數(shù)據(jù)均被記錄了下來。針對接地信息導(dǎo)出功能，眾多信息均能夠存儲至控制器中，并且可通過電腦直接查閱文件信息。系統(tǒng)名稱示意圖如圖所示。

圖1 系統(tǒng)名稱示意圖

（2）有載調(diào)匝式消弧線圈。該線圈屬于電感線圈，其中包含鐵芯，其中設(shè)置了多檔位分接頭，能夠達(dá)到調(diào)整消弧線圈電感量的目的。因消弧線圈和發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)相連，故在系統(tǒng)單相接地的情形下，線圈將提供感性電流，從而控制殘流，從而實(shí)現(xiàn)消除接地過電壓的目標(biāo)。此次研究的消弧線圈接裝置，將調(diào)匝式消弧線圈應(yīng)用于其中，增添了更多優(yōu)勢，例如無諧波、補(bǔ)償效果好且速度快等。

（3）接地變壓器。在選擇接地變壓器時，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況加以分析，例如Y型接法下的變壓器繞阻，不需要設(shè)置接地變壓器，然而在△型接法中，則需要在接地變壓器設(shè)置下，引入中性點(diǎn)，將無勵磁調(diào)壓設(shè)置于變壓器一次側(cè)。在消弧線圈裝置使用下，當(dāng)中的接地變壓器自身具備功損耗較小，勵磁阻抗較大的特點(diǎn)，能夠結(jié)合實(shí)際情況開展初級繞阻。

（4）其它裝置。除了在以上構(gòu)件的應(yīng)用下，裝置內(nèi)其他構(gòu)建也具備自身功能，均能提供小電流接地故障的解決措施。例如并聯(lián)中電阻箱、阻尼電阻等，對阻尼電阻進(jìn)行分析，將其設(shè)置在系統(tǒng)內(nèi)的目的是，當(dāng)出現(xiàn)串聯(lián)諧振時，能夠控制中性點(diǎn)位移電壓，防止有過電壓出現(xiàn)[3]。當(dāng)發(fā)生單相接地狀況時，較大的電流則從中性點(diǎn)通過，要求阻尼電阻短接。但對于并聯(lián)中電阻箱，則適用于并聯(lián)中電阻選線，當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障時，則將有功電流注入系統(tǒng)內(nèi)，延時一定時間后，切除電阻。

3.智能消弧線圈成套裝置的應(yīng)用

（1）系統(tǒng)操作。為確保智能消弧線圈在解決小電流接地故障解決中發(fā)揮最佳優(yōu)勢，需要明確操作說明書，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。其一是布置面板。面板包括LCD顯示屏、打印機(jī)、操作按鍵等組成，同時設(shè)置了電源開關(guān)和指示燈。其二是操作說明。例如在菜單結(jié)構(gòu)方面，將具體的子菜單設(shè)置到菜單結(jié)構(gòu)中，包括運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)信息、接地信息等。

（2）報警和錄波。報警提示，在單相接地故障下，接地信息（發(fā)生時間、接地線路、接地次數(shù)、持續(xù)時間等）均會顯示在顯示屏中，指導(dǎo)接地故障排除，系統(tǒng)回歸正常運(yùn)行。在錄波方面，高速PC104與A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)置于其中，在接地故障錄波功能方面擁有顯著優(yōu)點(diǎn)，能記錄電流的改變、電壓改變的波形。

4.結(jié)語

應(yīng)用XKH-Ⅱ型智能消弧線圈成套裝置解決中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)小電流接地故障問題時，需分析其工作原理、構(gòu)成以及應(yīng)用優(yōu)勢，保障各個構(gòu)件（自動調(diào)節(jié)器、接地變壓器、選線控制器等）的優(yōu)勢有效發(fā)揮出來。在裝置運(yùn)行階段也應(yīng)完善各項(xiàng)維護(hù)工作，從而在裝置安全運(yùn)行的狀態(tài)下，有效地控制接地故障問題。

＊ [1]劉海峰，姜家星，陳野等.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)小電流接地故障解決方案[J].農(nóng)村電氣化，2016（10）：25-26.

＊ [2]蔣會哲，張春燕.中性點(diǎn)不接地小電流接地系統(tǒng)故障問題研究[J].經(jīng)貿(mào)實(shí)踐，2015（03）：347.

＊ [3]劉連凱.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)故障分析[J].電工技術(shù)，2013（07）：66-67.