陳良耳

摘要：我國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)接地方式分為中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地和經(jīng)高阻接地等。發(fā)生單相接地的系統(tǒng)一般可以繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)，但單相接地故障對(duì)設(shè)備的絕緣要求較高，同時(shí)單相接地故障發(fā)生率高且具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，因此對(duì)小電流接地系統(tǒng)故障的分析和選線的研究至關(guān)重要。本文分析了小電流接地系統(tǒng)故障的現(xiàn)象和危害性，根據(jù)現(xiàn)有的研究闡述了相應(yīng)的防治措施和選線方法。

關(guān)鍵詞：小電流;接地系統(tǒng);故障;選線方法

一、電網(wǎng)環(huán)境與研究現(xiàn)狀

分析現(xiàn)有電網(wǎng)運(yùn)行資料發(fā)現(xiàn)，配電網(wǎng)事故在電網(wǎng)總事故中占據(jù)90%，所以提高電網(wǎng)供電可靠性的意義重大。在接地故障中，常見有單相接地故障，發(fā)生此故障時(shí)，由于三相之間線電壓仍舊對(duì)稱，不會(huì)影響供電的負(fù)荷設(shè)備，因此允許系統(tǒng)仍可繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)，通常不會(huì)發(fā)生保護(hù)跳閘情況，有效提高供電可靠性。但是一相接地后，其它兩相會(huì)升高對(duì)地電壓，從而威脅設(shè)備絕緣，若無(wú)法及時(shí)處理，則會(huì)發(fā)展成弧光放電、兩相短路、絕緣破壞等情況。所以，需要應(yīng)用故障定位技術(shù)，以準(zhǔn)確定位故障，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

二、單相接地故障現(xiàn)象及危害性分析

從我國(guó)當(dāng)前的電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)說(shuō)，在小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障的情況占比較大。當(dāng)單相接地故障發(fā)生后，首先接地相的電壓會(huì)迅速下降甚至下降至0。同時(shí)依據(jù)電壓平衡定律，當(dāng)接地相的電壓迅速下降至0時(shí)，電網(wǎng)中相對(duì)應(yīng)的非故障相電壓會(huì)迅速提升至正常值的1.732倍，還可能使電壓互感器鐵心嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致電壓互感器嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷而燒毀，同時(shí)還會(huì)引起全系統(tǒng)過(guò)電壓。如果電網(wǎng)在這種狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電力系統(tǒng)中的對(duì)地連接薄弱處則極易被擊穿，會(huì)引發(fā)短路，從而使電網(wǎng)內(nèi)的各種供電設(shè)備受到損壞，此外還會(huì)產(chǎn)生弧光效應(yīng)，甚至引發(fā)火災(zāi)等嚴(yán)重后果。

三、小電流接地系統(tǒng)故障的防治措施

（一）中性點(diǎn)不穩(wěn)定過(guò)電壓的防治措施

在小電流接地系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，如果出現(xiàn)中性點(diǎn)過(guò)電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響是巨大的，甚至?xí)斐蓢?yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在這種情況下，首先可以改善電壓互感器的伏安特性，加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)在中性點(diǎn)處的穩(wěn)定性。其次，可以減少并行操作的次數(shù)，盡量將該數(shù)目減至最小，從而降低中性點(diǎn)出現(xiàn)不穩(wěn)定過(guò)電壓現(xiàn)象的概率。最后，系統(tǒng)還可以應(yīng)用無(wú)間隙避雷器使系統(tǒng)保持中性點(diǎn)的穩(wěn)定。

（二）兩相接地短路過(guò)電壓的預(yù)防措施

在小電流接地系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)計(jì)安裝人員應(yīng)避免只在電廠一條線路上安裝消弧線圈，通過(guò)安裝消弧線圈以降低兩相接地短路過(guò)電壓現(xiàn)象的概率。另外，為了防止雷電過(guò)電壓，應(yīng)在線路上安裝避雷器。

（三）線路接觸過(guò)電壓的防護(hù)措施

線路接觸過(guò)電壓現(xiàn)象的發(fā)生在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)對(duì)實(shí)際電網(wǎng)產(chǎn)生很大影響，一般來(lái)說(shuō)這種故障不會(huì)引起停電，可以通過(guò)增加不同線路之間的距離，使系統(tǒng)各部分在電網(wǎng)中穩(wěn)定工作。

四、小電流接地系統(tǒng)接地選線方法

（一）基于信息技術(shù)融合的綜合選線方法

不同選線原理有其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，針對(duì)不同的故障問(wèn)題應(yīng)當(dāng)應(yīng)用合適的選線方法，并在信息技術(shù)支持下實(shí)現(xiàn)選線方法的綜合應(yīng)用，更能在復(fù)雜故障類型中有效完成故障線路的檢測(cè)。首先要對(duì)區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行全面調(diào)研，在選線裝置具體型號(hào)、規(guī)格、精確度等明確后，通過(guò)信息數(shù)據(jù)分析對(duì)區(qū)域內(nèi)多發(fā)單相接地故障類型進(jìn)行細(xì)化總結(jié)，為選線原理提供必要的指導(dǎo)依據(jù)，使各模塊之間按照既定流程及時(shí)準(zhǔn)確完成檢測(cè)與處理對(duì)接。然后要改變單純工頻穩(wěn)態(tài)分量分析的選線原理應(yīng)用形式，增添零序暫態(tài)分量分析，如小波分析法的應(yīng)用，可對(duì)故障線路與非故障線路差別進(jìn)行更細(xì)致檢測(cè)，提高保護(hù)裕度，不過(guò)要注意選線裝置靈敏度和采樣的速度要求。

（二）基波群體比幅比相法

該選線方式同樣是將小電流中性點(diǎn)的零序電流的幅度變化作為參考，將所有線路的零序電流都進(jìn)行比較，選擇其中出現(xiàn)數(shù)值幅度變化較大的線路作為故障線路候選，確定這些候選的故障線路的運(yùn)行方向。若是所有的故障線路的運(yùn)行方向相同，則判定為母線故障。若出現(xiàn)一條線路方向相反，則其為故障線路。但是該選線技術(shù)還是存在不足，若是系統(tǒng)中線路本身較短，則產(chǎn)生的零序電流明顯會(huì)小于其它正常線路，此時(shí)相位誤差較大，但是并不代表該短線路出現(xiàn)故障。

（三）有功分量法

有功分量法是根據(jù)線路、消弧線圈都存在對(duì)地電導(dǎo)，線路中對(duì)地電導(dǎo)及消弧線圈存在電阻損耗，在故障電流中含有有功分量。非故障線路和消弧線圈的有功電流方向一致并且經(jīng)過(guò)故障點(diǎn)返回，故障線路中有功分量比非故障線路要大且方向相反，依據(jù)這一特性找出故障線路。故障電流中有功分量非常小，致使靈敏度低。為了使靈敏度提高，有的裝置采用瞬時(shí)在消弧線圈上并聯(lián)接地電阻的方法加大故障電流中有功分量。

（四）小波分析法

小波分析理論可以在一定的頻帶內(nèi)將暫態(tài)信號(hào)分解，尤其是對(duì)奇異信號(hào)和變化不明顯的信號(hào)應(yīng)用較好，信號(hào)突變部分和信號(hào)的奇異點(diǎn)處包含有能清晰反映原始信號(hào)中重要信息的成分。而在小電流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，暫態(tài)信號(hào)的奇異處隱藏有較多有價(jià)值的故障信息，能清晰地反映故障的暫態(tài)特征，所以可以利用小波分析法來(lái)分析和提取故障信息。故障發(fā)生時(shí)電流會(huì)突然改變，小波分析法就是利用這一特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行選線，首先利用小波奇異性檢測(cè)的方法對(duì)各條線路的暫態(tài)零序電流使用小波變換，然后對(duì)各條線路的零序電流經(jīng)過(guò)小波變換后的模極大值的峰值和相位進(jìn)行分析和對(duì)比，模極大值最大且相位與其它線路相反的線路即為故障線路。對(duì)信號(hào)進(jìn)行小波變換時(shí)，也涉及到一些細(xì)節(jié)的選擇，如小波基函數(shù)的選取對(duì)小波變換的結(jié)果非常關(guān)鍵，對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行小波分解后，選擇小波變換細(xì)節(jié)部分中絕對(duì)值幅值最大的點(diǎn)所在的尺度作為分解尺度。

五、結(jié)論

綜上所述，本文分析了小電流接地系統(tǒng)單相接地故障及選線工作的相關(guān)研究，從文中內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，小電流接地系統(tǒng)選線方法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題較多，因此，要求提高運(yùn)維人員的專業(yè)技術(shù)，加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)，運(yùn)維人員能夠具有職業(yè)敏感度，選用最佳的選線技術(shù)進(jìn)行故障線路排查。在后續(xù)的發(fā)展過(guò)程中，相關(guān)的研究人員需要對(duì)技術(shù)不斷進(jìn)行優(yōu)化和完善，使其中存在的問(wèn)題得到解決。

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