浅谈采用小电流接地选线装置的必要性

2020-11-27宋星彤

商品与质量 2020年6期

宋星彤

中核四0四有限公司甘肃嘉峪关 735100

1 小电流接地系统的简述

在我国目前运行的10kV配电网中，一般采用中性点不接地或经消弧线圈和高阻抗接地的方式，统称小电流接地系统。小电流接地系统的优点是在发生单相接地故障时，系统仍能带故障运行而不中断用户供电[1-2]。根据电力系统安全运行规程，故障点未排除前，接地故障可持续1-2小时，提高了供电可靠性。但小电流接地系统发生单相接地故障时，非故障相的相电压会上升到线电压，威胁设备的绝缘。如果长时间不处理单相接地故障，将导致变电站母线的PT熔断器熔断，甚至线路绝缘薄弱环节绝缘击穿，进而发展为相间故障，扩大事故范围，由于接地点的电弧放电，系统会发生电弧接地过电压。

2 小电流接地系统运行现状

根据经验，虽然大多数变电站都安装了小电流接地选线装置，但装置故障率较高，有的只是报母线接地，有的虽有接地选线，但试拉后选线不正确，因此，当发生单相接地故障时，调度员在接地线路确认前仍需采用拉路法来确定故障线路，而通过试拉不同线路来判断接地线路往往需要很长时间。接地线路确认后，通知线路主管部门巡线，不仅影响用户供电质量，而且需要调度员进行频繁操作，同时给一些不能停电的重要用户带来重大经济损失，特别是对于能耗较高的变电站，如果不能快速查找故障线路，采用拉路法查找，因各出线的用电负荷较大，发生单相接地时接地电容电流较大，不仅会使一些非故障用户造成不必要的停电，还会造成电极断裂、电石凝固、环保设备停运、大气污染和电机烧毁[3]。

通过对小电流接地选线装置选线结果进行统计分析，得出选线装置选线不准确的原因主要有以下几个方面：

（1）部分接地选线装置管辖职责不清晰，长期无人维护，选线设备处于通信异常状态，发生接地故障时无法正常工作。

（2）不同接地选线采用不同厂家产品，工艺与选线原理大相径庭，有些厂家的产品存在家族性缺陷，选线效果不理想。

（3）架空线与电缆线配置比率不同。往往电缆线发生接地故障时选线准确率远远大于架空线路。

（4）线路跨距差异大。接地选线可靠性受线路长度影响，接地故障点越近，判据越明显，选线结果就越准确。

3 小电流接地系统单相接地故障的危害及常规检测方法

在小电流接地系统中一旦发生单相接地故障，其产生的过电压极可能高于正常电压几倍，如果处理不及时的话，就会击穿配电网变电设备绝缘，从而造成不可挽回的经济损失，还可能导致电气火灾的发生。如果单相接地故障严重，会破坏区域电网系统的稳定性，对电网用电企业的供电安全造成影响。对于单相接地故障的检测，传统的方法是采用二次绕组接成开口三角形的三相电压互感器进行检测。为了寻找故障线路，值班员通常采取轮流拉闸的办法来确定具体的故障线路。这样会造成长时间停电，不利于配电系统安全稳定运行。给居民用户和地区一级重要负荷造成一定的影响，降低了用户的供电可靠性。因此，值班人员应迅速寻找接地点，并及时隔离。随着微机技术的发展，出现了微机型的小电流接地选线装置，这种装置可以在不对各线路逐步拉闸停电的情况下找到故障线路，因此，与传统检测方案相比有很大的优越性。当前，小电流接地选线装置常用的选线方法有功率方向法、谐波分析法、信号注入法、首半波分析法、小波分析法等多种方法。经验表明，单靠一种方法不可能排除误选和漏选，这也是目前许多接地选线装置正确率不高的主要原因，特别是由于PT断线、系统铁磁揩振等的影响，常常导致装置误启动，单相接地过渡电阻变化而引起的零序电流变化也会使选线的准确率降低。

4 微机型小电流接地选线装置工作原理

当供电系统某处有单相接地故障发生时，其小电流接地系统中电流互感器就会通过零序电流。当系统发生单相接地时，装置计算分析接地母线的零序电压和该母线上每条出线零序电流之间的相位关系，以及接地母线上所有出线零序电流之间的大小和相位关系，利用相对原理、双重判据、多次比较法选出接地线路，显示、打印和记忆有关信息，同时给出告警、出口信号。由于采用的原理以及硬件和软件技术先进，选线准确、可靠。