小电流接地系统接地故障选线方法

小电流接地系统接地故障选线方法

韩曼萍

包钢 ( 集团 ) 公司动供总厂 内蒙古包头市 014010

摘要：在常见的6kV或者是10kV的电力系统当中，小电流接地系统的运用是比较常见和广泛的，这一方面能够使得电力系统得到安全方面的保障，另一方面，小电流接地系统的优势在于能够方便得到一系列的测量数据，这样即便小电流接地系统出现故障情况，也能够快速查找故障线路，从而开展针对性的处理，这样就能够提升电力系统整体的安全性，并且小电流接地系统的安装实施相对简便，对于相关操作技术人员的要求比较低，比较适合在不同领域内进行运用。故此，在本文中主要针对小电流接地系统进行基本概述，并且会针对其故障特征进行研究和分析，后续提出具有针对性的小电流接地系统接地故障选线方法。

关键词：小电流；接地系统；接地故障；故障处理；选线方式；研究分析

前言：经过一定的研究和调查可以发现，在国内的6—66V中低压配电网当中，多数情况下都会采取小电流接地系统，虽然整体操作相对比较简便，应用广泛，但是也容易经常出现故障情况，据可靠调查研究发现，这一系统的故障发生了约在80%左右，而如果能够选择科学合理的选线方法，小电流接地系统的故障发生率会得到显著的降低，依据长期的工作实践也可以发现，国内针对小电流接地系统接地故障的改进方法已经实现了有效的改良，本文就将在此基础之上，通过更加有效的方式分析小电流接地系统接地故障情况，并且提出科学合理的选线方法。

一、小电流接地系统的基本概述

所谓的小电流接地系统，顾名思义，这一系统指的是中性点不接地，或者是通过消弧线圈、高阻抗接地方式的三相系统。因此，在实际的应用过程中，小电流接地系统中的某一项发生接地故障的情况下，不能构成所谓的短路回路，系统的安全性得到了较大的提升。另外，小电流接地系统的负载电流比较小，这也是这一系统得名的主要原因之一^[1]。

但是在长期的工作实践中不难看出，小电流接地系统的适用性虽然非常高，但是不得不提的一点是，小电流接地系统的故障现象也比较多。而之所以在应用小电流接地系统的过程中故障频繁出现，其重要原因在于小电流接地系统自身会出现母线电压不平衡的现象，由此，不同的故障情况开始出现。并且导致母线电压不平衡的因素也是比较多的，因此小电流接地系统接地故障问题的处理方式也不尽相同。譬如，在实际的小电流接地系统的过程中，如果电压内部的互感器的一相电压为零，而另外两相电压正常的情况下，这就会导致母线三相电压出现熔丝熔断的现象。针对这种小电流接地系统故障情况，相关的工作人员可以更换二次熔丝，从而确保系统的电压维持在一个正常的水平，除此之外，还需要进行电压互检查，尤其是在二次熔丝更换之后，需要观察系统的三相电压是否维持在一个正常的水平^[2]。

二、小电流接地系统接地故障选线方法分析

（一）零序电流比幅法

从系统整体的连续电流角度上来说，零序电流比幅法主要运用的是零序电流以系统故障的稳定特征，以此为基础实现科学合理的选线。例如，在实际的选线过程中，相关的工作人员需要依据系统的稳态特性，针对系统母线部分完成连续电流幅值的大小比例进行测量，得到幅值的最大线路，以此为基础进行母线选择，这样就能够避免小电流接地系统应用过程中出现“实际电路超过幅值”的情况，这样就能够大大降低小电流接地系统出现故障的概率^[3]。

零序电流比幅法具有很好的可行性，但是在实际的应用过程中也能够发现，小电流接地系统的幅值差距并不是很大，在线路实际的运行过程中，如果系统整体具有故障、母线运行出现故障等等情况下，依旧会出现选线失败的问题，因此不建议在小电流接地系统中进行运用，但比较适合在不接地系统中进行运用，精度上的表现也比较好。

（二）零序电流相位法

从配电网整体角度来看，一旦配电网在实际的运行过程中发生接地故障，相关的工作人员为了尽管将故障排除，需要针对故障位置、数据、信息等等方面进行判断，在这一过程中就可以应用零序电流相位法，将系统整体作为连续电流方向，后续依据连续电流经过的不同线路从过阻路线开始进行检查，其中零序电流相位法的机遇消弧线圈的补偿效果，可以提升小电流接地系统故障选线方式的合理性^[4]。

（三）群体比幅比相法
在前文已经进行了一定的提及，所谓的小电流接地系统，顾名思义，这一系统指的是中性点不接地，或者是通过消弧线圈、高阻抗接地方式的三相系统。群体比幅比相法的运用，可以对小电流接地系统比较母线的零序电压和所有线路零序电流的幅值和相位，故障线路零序电流相位应滞后零序电压90°并与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。传统比幅比相方法在信号处理、抗干扰和有效域方面存在一定的缺陷。智能型的比幅比相方法采用Butterworth数字滤波器，对信号进行有效的数字滤波处理，提取出了更可靠的信号成分，提高了选线正确性，也能够为工作人员省去很多不必要的麻烦

^[5]。

（四）有功分量法

有功分量，纯电阻负载，无功分量包含电感和电容，它们的矢量和，就是视在功率，有功分量法是一种有效的选线方法，但是在应用过程中容易收到其他因素的影响，其中在消弧线圈电阻相对比较小的情况下，容易出现误选，后续小电流接地系统在应用过程中就容易出现不同的故障。针对这种情况，在有功分量法运用过程中，可以振型电网消弧线圈的调谐控制与单相接地选线相结合,通过消弧线圈串联阻尼电阻,合理控制故障时阻尼电阻的投切，这样在有功分量法运用过程中，就能够大大提升小电流接地系统接地故障选线的准确度^[6]，但是需要知晓的是，上述提到的方法对于相关技术操作人员的要求相对较高。

（五）五次谐波法

依据配电网整体的运行特性上来看，配电网在运行过程中，如果发生故障，并且是在故障未被修复的情况下，多数情况下有可能是谐波成分为主要因素，并且是五次谐波。

针对这种情况，在后续的小电流接地系统接地故障选线过程中，可以忽略五次谐波所带来的额外补偿，依据系统现场的实际情况进行选择和最终的确定，但是需要注意的是，当系统现场的接地电阻比较大的情况下，其谐波分量会变小，不容易被监测，同时电弧不平衡所造成的影响也会增大，在实际的选线过程中需要注意到这一点^[7]。

（六）零序导纳法

零序导纳法在应用过程中，可以在配电网中增加一个“不对称”电源，分析此电源对于电网产生的影响和改变，依据实践效果上来看，零序导纳法的准确性比较高，但是需要自动协调，同时为了达到更好的效果，需要搭配消弧线圈一同进行使用。

结论：综上所述，就是笔者针对现阶段小电流接地系统接地故障选线方法的相关研究和分析了，从文中阐述内容中不难看出，零序电流比幅和比相法的准确性较高，同时简单易行，比较适合在不同的小电流接地系统中进行运用，能够得到良好的选线方案。以上诸多选线方法存在理论上的可行性，但是实际应用特效不足，针对这种情况，需要进行综合性的分析和研究，同时注重实践，完成选线系统的结合和检测。

参考文献：

[1]张祚淏,王利恒.基于小波分析和GA-SVM的小电流接地故障选线方法[J].自动化与仪表,2021,36(08):8-12+23.

[2]张敏,张维,王焕文,谭卫斌.小电流接地系统接地故障选线方法[J].电子技术与软件工程,2021(15):226-227.

[3]温思成. 小电流单相接地故障选线方法的研究[D].西安理工大学,2021.

[4]李焱. 配电网单相接地故障的选线方法研究[D].陕西理工大学,2021.

[5]程文傲,徐明,高金峰.小电流接地系统单相接地故障选线空间域图像生成及融合方法[J].电力自动化设备,2021,41(07):97-103.

[6]徐思旸. 基于多判据融合的小电流接地系统故障选线装置研究[D].哈尔滨理工大学,2021.

[7]童鑫,郑盼龙.基于改进Prony算法的小电流接地故障暂态选线方法[J].电子技术与软件工程,2021(06):230-232.