基于小电流接地系统接地选线的研究分析

基于小电流接地系统接地选线的研究分析

崔家才

淮北矿业（集团）有限责任公司祁南煤矿  安徽 淮北 234115

摘要：小电流接地技术系统，此系统可以为配电网提供供电的可靠性，但是在整个小电流接地系统中比较容易发生单相接地故障，造成整个电路的短路，因此这样的接地方式不方便整个系统的有效运行。文章对整个的小电流接地系统中的接地选线方法做了很多的研究，在文中拥有很多的接线方法，希望能够对这种接地选线的方法技术做出归纳总结，为以后的接地选线技术做出贡献。

关键词：小电流；接地；接地选线

0引言

我国电网在不断发展和改进，对供电保障提出了新的要求，尤其是在供电的安全性、可靠性上更需要得到保障。在接地线接地选线的时候，运用各种办法进行选线。当发生单相短路时，工作人员需要分段进行拉路搜巡，将母线进行逐条拉开，直到拉出接地线接线为止。在进行小电流接地系统的选线过程中，运用常规的方法进行检测，根据接线的方式的不同采取不同算法的分析，从分析判断，最终选择、判断出故障回路、继电保护装置的配合。在较短的时间里消除整个系统的故障。

1小电流接地系统接地选线原理以及方法阐述

1.1幅值法

用零序电流幅值法进行接线，它主要是运用故障零序电流大于非故障零序电流的特点，将电流最大的线路改成故障线路，这样能做到简单易行。但是它有它的缺点，第一：差距不大容易引起误判。第二：产生接地故障时，当电流经过渡电阻的时候，造成接地故障零序电流不稳定，非常可能造成选线失败。第三：在消弧圈接地的系统中，由于它补偿电流的作用，使得电流幅值法不能识别接地线路。

1.2方向法

此方法的主要运用的原理是：故障零序电流和非故障零序电流的电流方向相反，比较每条零序电流相位，其中与其他线路都相反的线路即为接地故障线路。当故障点远离线路并且线路很短的时候，这种方法就会存在着“时针效应”，而它的零序电压和电流都很小，进行相位判断很困难。由于这种“时针效应”当某个接地线路接地的电流很小时，相角的误差较大，而且还有CT磁带和放大电路的角度偏差，使之相法的比较出现误差，而且同样也不能适应中性点消弧圈接地方式。

1.3有功分量法方法介绍

对于谐振接地系统，在出现单相接地故障的时候，它的零序电流是所有非故障线路的电容和电流以及LR支路的向量和，在其中含有流过R的有功电流，在全补偿的情况下整个故障电路只有有功电流。所以以零序电压为参考矢量，将有功分量取出进行比较，以此来实现故障选线。但是这种方法的电流有功量非常小，非常容易受到零序电流感应不平衡的影响。

1.4五次谐波幅值与方向法

在消弧线圈接地系统中，由于要有效补偿基波零序电容电流，将会使得基波零序电气量的选线失败。在发生单相接地故障的时候，其故障电流中主要是谐波信号，主要是以五次谐波为主。由于消弧圈对谐波的补偿作用只有二十五分之一，几乎可以忽略消弧圈的作用。我们可以认为故障线路的五次谐波比非故障线路的幅值都大而且方向相反，通过对比幅和比相的方法进行故障线路的确定。它也具有不足的地方就是谐波的含量比较小，并且电弧现象不够稳定。

1.5残留增量法

在出现单相接地故障的情况下，改变限压电阻或者是消弧圈的谐度时，产生故障的线路中的零序电流也会发生改变，所以我们可以对各条出线在失谐度改变前后零序电流的大小变化进行比较，若发现在里面出现差异最大的那一条就是故障线路。这样就可以祛除CT带来的的测量误差的影响，可以进行重复的计算和判断，与消弧圈进行自动调节配合使用，对于瞬间熄火电弧和故障的选线很有帮助。由于这种办法的可靠性非常的高，所以在我国很多的地方的电网中都投入使用了，但是它们之间也存在着缺点，它对消弧圈不接地的并且不具有自动调节系统的不能适用。

1.6首半波原理判断线路故障

由于对接地故障发生相电压在不断接近最大瞬间值的这一假设，这个时候故障相电容和电荷依靠着故障线路的故障点进行放电，该电流不通过消弧线圈故暂态电流的最大值相应于接地接地故障发生在相电压经过与零瞬间，此时故障电压发生的相应电压接近于最大值的瞬间，暂态电感电流为零。这时，暂态的电容电流大于电感的电流，通过故障线路暂态零序电流和电压的幅值和方法在正常情况均有不同的特点，来实现成功选线。由于此种方法的技术条件受到限制，处理的方法太过简单，使用很不成功，由于暂态分值很小，加上过渡电阻的影响，非常容易引起误判。

1.7通过小波变换法进行判断

我国可以进行小波变换进行接地系统故障选线，在整个电力系统输电线路故障行波的测距进行成功的应用，对于单相接地时，在故障电压和电流的暂态过程中持续的时间比较短，但是它含有了丰富的接地信息。小波的分析可以对信号进行精确的分析，尤其是对暂态突变信号和微信号的变换比较敏感，很可靠的提取出故障特征。

1.8信号注入寻迹法

在单相接地时出现原边被短接和不工作状态的故障出现的PT向接地线路注入一个特殊的电流信号。因为注入的信号会沿着底线注入大地，运用寻迹方法可以找到具体的故障点位置。运用这种方法，不但可以选线，还可以实现故障的定位，其中不受电网参数的左右，不存在设备的不良影响。但是它存在的困难是在注入信号强度时PT的容量会受限，当接地电阻较大的时候，线路上的电容会对所注入的信号进行分流处理，这样就给选线和故障点的确定造成了困难。如若在接地点出现了电弧现象，那么注入点的信号在线路中信号将不会连续，并且遭到了破坏，无论是在架空线路还是电缆线路的信号在定点的时候都很难被接受到。

2传统小电流接地选线方式

现如今，随着小电流接地系统故障选线技术的不断改进和发展，已经有数种选线方法应用而生，当小电流接地系统单相接地时，根据其固有的特点，传统小电流接地信号装置的设计以及判断的依据主要有以下几种，即：零序电压大小；零序电流的有功分量；工频电容及电流的方向；工频电容及电流的大小；接地故障电流暂态分量的首半波；接地时的谐波分量。然而，就目前电力系统所采用的各种选线装置的应用状况而言，各种选线方法都还存在着一定的局限性，从而导致了各种选线技术的可靠性变得更低，因此，小电流接地系统的故障接地选线技术成为了一个亟待解决的棘手问题，究其主要原因，主要是小电流接地系统主要存在以下主要问题。

2.1小电流接地系统选线方式的故障特征不明显

一般情况下，当电力系统小电流接地系统发生单相接地故障时，通常由于产生的零序电流相对较小，同时又受到各种未知干扰信号的干扰及影响，使得所提取的故障数据在特定情况下不能准确地反应出故障线路而影响故障的排除和解决。

2.2小电流接地系统选线方式中零序电流互感器的影响

目前，电力系统中各变电站自动化系统的选线检测元件大多是按照保护级所进行的选择，当保护级互感器在所测得的电流远小于额定电流值时，综合误差通常难以满足要求，两级电流变换元件的总误差是造成现场误判的主要原因。

2.3小电流接地系统选线方式中的电弧故障

电力系统实际运行经验表明，小电流接地系统现场的单相接地故障大多为瞬时性接地或间歇性接地故障。由于电弧弧道电阻具有非线性特点，其对现有的一些选线方法必然造成影响。而对于间歇性电弧接地故障，由于没有稳定的接地电流，所以基于稳态信息的故障选线方法会失效。

3结束语

小电流的接地系统在出现单相接地的故障的时候，需要运用不同的故障解决方法进行故障的解决。但是由于在上面总结的方法仅仅是解决小电流接地选线的一个小部分而已。所以还需要更多的人对接地系统的选线的方法进行实践总结，在以后的研究过程中，我们可以通过对单相接地故障进行准确的建模，通过对接地线的故障的内部和外部因素进行研究，比较细致的研究它的形成过程和发展过程。我们还可以对所有的选线方法进行融合，从多方面去判断整个选线结果的精确程度，以此来提高整个工作的效率。

参考文献：

[1]庞清乐.小电流接地故障选线与定位技术[M].北京:电子工业出版社,2010:1-17.

[2]齐郑,杨以涵.中性点非有效接地系统单相接地选线技术分析[J].电力系统自动化,2004,28(14):1-5.

作者简介：崔家才（1974年8月—），男，汉族，大学本科，淮北矿业祁南煤矿工匠工作室负责人，主要从事矿井供电管理、故障分折处理、培训、机电故障交流研究工作。

收书地址：安徽省宿州市埇桥区祁南矿工人村，收书人：崔家才  电话13866693308