应配电自动化的馈线接地保护措施研究

宋智勇

（兰西县电业局）

摘 要：经济的迅速发展，使得人们对能源的需求量也在逐渐加大，特别是电力资源已经成为人们生活、生产中不可缺少的应用能源，在大量电力资源的需求下，电力资源短缺问题越来越严重，这使电力事业产生一种无形的压力感。为了更好的控制电力资源，就需要从基础技术上进行改善，自动化配电方式是目前解决用电效率的最佳措施。而在配电自动化过程中应注意其安全性，本文针对适应配电自动化的馈线接地保护措施进行研究。

关键词：配电自动化；馈线；接地保护；负序电流

在城市化、新农村的改革与发展过程中，城乡配电网的改造建设已经成为重点，配电自动化技术在配电网改造中发挥着重要的作用，因此电力相关部门对配电自动化的安全性非常重视。利用配电网接地保护方式可以有效弥补传统配电方式中的各种不足，在提高安全性的同时，还能够创造出更高的使用价值，进而实现高精度选线，为电力配电自动化技术发展奠定安全基础。下面将从配电自动化概念、馈电接地保护原理、特点、实现等方面展开介绍。

一、配电自动化概述

配电自动化技术是借助通信、电子、计算机、网络等各项先进技术的优势相结合，实现对电网数据信息自动采集、分析、处理等功效，可对配电网运行全过程进行实时监控、管理、检测等工作，提高配电网运行效率的同时，还能有效控制供电价格、质量、速度等，为配电网运行提高安全性、为满足人们用电需求提供保障、为电力企业发展节约成本提高经济效益。目前配电自动化技术已被广泛应用，美国、日本、法国等多个发达国家已经进入使用中，我国针对配电自动化技术也给予高度重视，并经过不断研究与试验取得较高成果，将其应用在实际配电网改造过程中。配电自动化功能与优势比较多，例如：馈线分段开关测控、用户负荷控制、远程抄表、全程监控系统等众多功能系统的相结合与应用，促进配电网管理系统更加先进化。配电自动化是推动配电网管理、运行更加有效、稳定、安全的重要应用技术，并且对其技术功能还在不断研究与优化中。

二、配电自动化的基本原理及分析

1、馈线接地保护的基本原理——负序电流分流法

我们假设配电网络中有n回出线，三相负荷对称且系统参数对称。假设馈线k的A相出现单相接地故障问题，产生负序电流。此时负序电流就会经故障点向电源以及非故障点线路流去，在故障点处，负序电流大小等于流向线路的负序电流与流向电源的负序电流的代数和。因而在故障点处的负序电流将大于非故障处的负序电流，该负序电流的方向应当与流向电源与非故障处的负序电流的方向相反。接地保护就是根据负序电流产生的梯度差，进行分流，来降低故障处的电压负荷的。

2、分析负序电流的方向对馈线接地保护的作用

当线路发生故障的时候，会在线路故障点处产生负序电流，负序电流分别流向电源处和非故障处。故障处线路的负序电流的方向与流向电源与非故障电路的负序电流的方向基本上是相反的，而故障处的电压在接地故障的过渡阻抗上产生故障电流，故而故障线路上的负序电流相位应该与故障电压相位保持一致，所以能够通过负序电流方向来进行接地保护。

三、适应配电自动化的馈线接地保护的优势及其具体实现方法

1、负序电流式馈线接地保护所具有的优点

（1）避免弧光接地产生的影响

电弧光是导体之间相互触碰之后产生局部电流引起短路。在电弧光燃烧与熄灭的不断循环过程中，因系统本身的阻抗特别大，导致系统内部产生的能量无法得到及时释放，产生高的位移电压引起零序故障选线不能正常进行正确选线，引起故障性短路起火。小电流的接地系统中大部分的接地故障是在弧光接地方式所引起的，电线穿管时候带电导体外皮相互摩擦引起电弧起火。负序电流分流之后，使得系统的负序阻抗比较小，通过减小回路时间，能够在电弧光重燃与熄灭的过程中减小对故障选线的影响。

（2）其抗过渡电阻的能力强

在理论上负序电流馈电接地的保护可以有效地对十几千欧的高阻抗接地故障进行检测，并且能够极好地进行故障时的选线。

（3）中性点馈线接地方式提高保护精度

为了能够在一定程度上增高馈线接地保护选线精度，对于电容的电流值相对小的配电网络，应当在接地保护中采用高阻抗的方式；对于电容的电流值相对大的配电网络，应当在接地保护中采用消弧线圈进行电阻的并联方式。负序电流的接地保护可以适用于各种各样的中性点接地保护方式的配电网络。系统的零序阻由中性点接地方式决定，抗负序电流的大小受系统的零序阻抗影响，从而中性点的接地方式将也会制约着负序电流的大小。如果负序电流越大，其测量的精度也就会越高，其所对应的保护精度也会随之越高。

接地故障所产生的负序电流的变化量比线路上原来的最大负序电流占有最少二分之一以上。因此，就算是针对于补偿电网，在其中使用负序式的电流故障选线方法仍能具有足够高的选线精度。

2、具体实现馈线接地保护的方法

配电自动化过程中，要实现馈线接地保护，最主要的是控制负序电流产生对电源和主要干线产生破坏性影响。

（1）使用零序电压方法进行启动

配电自动化进行中，配电网络所有的低压单相式冲击负荷、不对称的故障都可以导致负序电流的产生。为了对此加以区别，建议使用另外加零序电压启动的方式来进行判断，而且需要另加零序电压作为协助判断，如果当零序电压小于整、定值时要进行配电网继电器的复位动作。

（2）采用电流变化量进行保护

在配电自动化进行运行时，不对称电流与不对称负荷将会导致负序电流的产生，为了减弱它们所引起的影响，在对馈线接地保护的实现时，要利用负序电流的故障分量，旨在减小分流差而控制線路稳定性。

（3）运用负序电流与零序电流比较式的接地保护作为辅助判断依据

在实际运行保护判断时，负荷影响着负序电流，并且零序电流的转换精度大于负序电流，为了在极大程度上降低对负序电流式接地保护的误判断，在其中可利用负序电流与零序电流相比较的方式来充当判断依据，同时时刻监测电流大小。

（4）对外部的接线与硬软件进行相关改进

外部接线的改进可以提高配电系统的实际运作效率，在实际的配电系统中，一般来说其出线负载不是很大；为了能够很好地提高测量精确以便更好地对故障进行判断，最好在仪器内部采用更加精确的测量软件，将硬件设备换成更准确的16位的A/D转换器以及DSP浮点数运算器。

结语：目前，配电自动化已经成为保证电力运行安全的基本应用技术，为了更好的发挥配电自动化的作用，馈线接地保护有着重要的促进作用。馈线接地保护借助自身能够避免弧光接地产生的影响、抗过渡电阻的能力强、中性点馈线接地方式提高保护精度等优势有效的提高配电自动化运行效率以及安全性。同时馈线接地保护的方法涉及到的层面较多，在应用过程中要合理选用，要严格按照实际配电自动化需求进行相对应的选择，做好针对性的保护措施。

参考文献：

[1] 李万岭.基于无通道保护模式的新型馈线自动化系统的研究[J].东北电力大学，2015.

[2]王 益涛.具有小电流接地故障选线功能的配网馈线监控装置的设计与研究[J].沈阳工业大学，2012.