解析小电流接地系统的稳定运行

吴非

【摘要】：配电网广泛采用中性点不接地运行方式和经消弧线圈接地运行方式，即小电流接地系统。配电网结构复杂，故障多发，尤其单相接地故障最甚。本文中对小电流接地系统单相接地故障、故障处理措施及选线工作进行相关的研究和分析，其主要的目的就是将小电流接地系统中的问题进行解决，确保小电流接地系统的稳定运行，从而提升国民日常工作、生活中的用电过程的质量。

【关键词】：小电流接地系统;单相接地故障;稳定运行

引言

小电流接地系统单相接地在实际的运行过程中会出现比较多的问题，这些问题的存在对于用电用户群体已经造成了比较严重的不良影响，因此，如果要使得小电流接地系统的效果得到稳定的发挥，就需要将其中存在的问题进行解决，由此，现阶段的小电流接地系统单相接地故障分析及选线研究工作就变得尤为重要了。

1、小电流接地系统的概述

小电流接地系统是指中性点不接地的系统，经过消弧线圈接地的系统也可以被称为是小电流接地系统。当发生单相接地故障的时候，系统中是无法形成短路回路的，由此，接地短路的电流与正常的负荷电流相比较的话是非常小的，这也是小电流接地系统名称的由来，由于其具有电流比较小的特点，因此在国内的很多工作中都有这一系统的应用，根据相关的调查也能够发现，但凡是国内的110kV以下的中压系统，都可以对其进行应用。因此，小电流接地系统对于国内电力事业的发展还是比较重要的。

1.1小电流接地系统的供电可靠性和优点

可靠性高。出现单相接地故障这样的情况，一般来讲，是系统出现了一定的不可避免的问题，通常是其在很短的时间之内，没有办法形成一个回路，所以此时它的接地电流在数值上相对偏小，如果再与负荷数值相比较，那么其数值一样的偏小。在这样的情况之下，还能保证对称的只有它的线电压，也正因如此，负荷供电不会受到一点影响，系统继续运作1～2h的时间，不需要马上除接地相，断路器的道理也不尽相同，这样对设备短时间内不会有任何影响，进而确保对用户的不间断连续供电，相对来说，提高供电可靠性。

1.2小电流接地系统的缺点

小电流接地系统也存在缺点，大体表现在发生单相接地故障的时候，没有办法快速认定故障发生在哪条线路之上。因为此类故障导致的结果就是相电压升高，而这样的结果对系统性能产生十分显著的影响，所以需要快速的找到问题所在，同时加以解决。

在较为复杂局域网中，特别是经消弧线圈接地的电网，在接地的情形里，要怎么准确快速的找到出现故障的线路格外重要，主要表现在实现配电自动化问题上。

2、小电流接地系统常见故障问题

从我国当前的电网发展情况来说，在小电流接地系统中存在着大量的单相接地故障。据相关调查数据显示，单相接地故障在小电流接地系统故障问题占比高达80%左右。首先，当单相接地故障发生后，接地相的电压会迅速下降至0。这样一来，就会造成一个非常严重后果，即：依据电压平衡定律，当接地相的电压会迅速下降至0时，电网中相对应的非平衡相电压会迅速提升至正常值的1.732倍，还可能使电压互感器铁心严重饱和，导致电压互感器严重过负荷而烧毁，同时弧光接地还会引起全系统过电压。如果电网在这种电压提升的状态下运行时间过长，电力系统中的对地连接薄弱处则极易被击穿，会引发短路，从而使电网内的各种供电设备受到损坏，除此之外，还会产生一种弧光效应，最终引发火灾等严重后果。

3、单相接地时的故障的防止措施

3.1中性点不稳定过电压的防治措施

在实际的小电流接地系统的应用过程中，如果发生了中性点不稳定过电压的现象的话，对于整个系统的影响是巨大的，甚至会造成比较严重的经济方面损失。在这种情况下，首先可以将电压互感器的伏安特性进行改善，使得整个系统能够在中性点上的稳定性表現良好，其次，还可以减少并联运行的数量，在必要的情况下可以将这一数量降至最低，这样能够使得中性点不稳定过电压现象出现概率降低，最后，系统还可以对无间隙的避雷器进行应用，使得系统能够保持中性点的稳定性。

3.2断开两相接地短路过电压的防止措施

在进行小电流接地系统的应用过程中，相关的工作人员应该避免消弧线圈出现只安装在一路进出线路的电厂当中，这样就能够使得断开两相接地短路过电压现象出现概率降低，另外为了使得系统不产生破坏的现象，还需要对避雷器来进行应用。

3.3线路碰线过电压的防止措施

这种现象是在实际的电网运行过程中发生的，但是这种现象对于实际电网的影响并不会很大，一般来说，这种故障是不会造成停电事故的，相关的工组人员可以增大不同线路之间的距离，使得系统中的各个部分都能够稳定的在电网中进行工作。

4、小电流接地系统故障选线方法

目前电力系统中的小电流选线装置采用的方法主要有零序电流比幅比相法、有功法、稳态零序电流比较法、五次谐波法等。

4.1零序电流比幅比相法

零序电流比幅比相法在不接地系统中应用效果较好，使用较为广泛，在消弧线圈接地系统中效果不好。单相接地故障发生在相电压接近峰值时候，最大暂态零序电流比稳态零序电流可大10倍以上。在相电压过零值时，暂态零序电流的幅值也能达到未补偿的工频零序电流。故障线路从母线区段和所有健全线路之间串联谐振产生零序电流。间歇性接地电弧不稳定，产生高频暂态过程，直到故障消失。由于暂态信号强，使本方法充分利用暫态零序电流信号，提高了检测可靠性。

4.2有功法

有功法是根据线路、消弧线圈都存在对地电导，线路中对地电导及消弧线圈存在电阻损耗，在故障电流中含有有功分量。非故障线路和消弧线圈的有功电流方向一致并且经过故障点返回，故障线路中有功分量比非故障线路要大且方向相反，依据这一特性找出故障线路。故障电流中有功分量非常小并且三相电路影响，致使灵敏度低。为了使灵敏度提高，有的装置采用瞬时在消弧线圈上并联接地电阻的方法加大故障电流中有功分量。

4.3稳态零序电流比较法

当中性点不接地系统发生单相接地故障时，流过故障元件的零序电流等于全系统非故障元件的对地电容电流之和。故障线路上的零序电流最大，非故障线路零序电流方向与故障线路的零序电流方向相反。利用零序电流的相位和幅值的比较可以找出故障线路。

4.4五次谐波法

电力系统由于受到故障点线路设备等的非线性影响，线路电流中存有谐波分量，以五次谐波含量最大，发生单相接地故障时，会造成一定程度谐波分量增加。在中性点经消弧线圈接地的系统中，消弧线圈五次谐波呈现的感抗为5倍，线路分布电容五次谐波呈现的容抗为基波的1/5，消弧线圈起不到补偿谐波电容电流作用，故障线路的电流大小等于所有非故障线路的电流之和，方向与非故障线路的电流方向相反。

结语

综上所述，小电流接地系统由于具有电流比较小的特点，使其能够在电网领域的应用中具有一席之地，但是这一系统实际应用过程中存在的问题时比较多的，因此，在后续的发展过程中，相关的工作人员需要不断的进行优化和完善工作，是其中存在的问题得到解决。

参考文献

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