配電網小電流接地選線情況分析及提升措施

何滿，梁慶光

(廣西電網有限責任公司南寧供電局，廣西　南寧　530029)

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配電網小電流接地選線情況分析及提升措施

何滿，梁慶光

(廣西電網有限責任公司南寧供電局，廣西南寧530029)

針對小電流接地選線裝置實際運行中的正確率普遍偏低的問題，分析了配電網中性點接地方式及小電流接地選線中存在的問題。從技術和管理兩個方面提出了提高小電流接地故障選線準確率的措施和建議。

配電網，單相接地，選線，消弧線圈

1　引言

“小電流接地系統”屬于中性點非有效接地系統，也稱為中性點不直接接地系統，主要有中性點不接地系統、經消弧線圈接地系統(諧振接地系統)兩種[1]。目前，配電網采用以中性點經消弧線圈接地為主的小電流接地系統。經消弧線圈接地方式能自動消除瞬時的單相接地故障，具有跳閘次數少、能降低故障電流的優點，但也存在一些缺點：如，經消弧線圈接地系統，單相故障時假如小電流接地選線裝置不跳閘，系統將長時間承受過電壓，對設備絕緣水平要求高。此外，目前各種原理的小電流選線裝置在實際運行中準確率并不高，特別是在高阻接地和弧光接地情況下，準確率更低。在消弧線圈補償故障電流的作用下，故障殘流小，配網智能終端難以檢測分辨接地故障電流，導致配網自動化系統因無法獲取接地故障信息而失效。

經消弧線圈接地的系統，當發生人身直接接觸電擊時，配合消弧線圈快速補償可大為減小流經人體的電流及流經時間，但考慮到補償后的殘流在5～10A內[2]，仍然可能已經對人體造成傷害。當發生經過渡電阻電擊時，消弧線圈的補償性能克服高電阻能力很強，且補償速度遠比小電阻系統跳閘速度快，在存在過渡電阻的情況下可能使得流經人體的電流不足以造成傷害。

我國電力規程規定，發生單相接地故障時，小電流接地系統可帶故障繼續運行1～2h，這樣能夠提高供電的可靠性，因而得到了廣泛的應用。但是，系統帶單相接地故障運行時，對人身、設備以及電網系統的穩定都存在危害隱患。因此必須及時找出故障線路并盡快排除故障，從技術上保證電網的安全運行，提高供電可靠性。

由于小電流接地系統發生單相接地時，故障電流非常小，加之配電網結構復雜、運行方式多變、過渡電阻影響，使配電網的單相接地故障選線準確性受到諸多限制，給快速、準確隔離故障造成困難。因此，根據配電網結構、單相接地故障特點、供電可靠性、人身及設備安全，研究配電網中性點接地方式、接地選線裝置運行策略、選線裝置選用及改造，實現配網接地故障的快速、準確可靠選線，提高供電可靠性，將具有重要的現實意義。

2　配電網接地選線存在問題

2.1部分小電流接地選線裝置選線正確率偏低

統計數據表明，小電流接地選線裝置實際運行中的正確率普遍在50%～70%，主要是受消弧線圈補償電流、高阻接地等因素影響選線效果，此外，線路零序電流采樣不準確(精度低、極性不正確、間隔不對應、屏蔽線的接法等)、裝置參數設置、遠動信息轉發不正確等情況也會影響小電流接地選線裝置的選線結果及監控。小電流接地選線裝置廠家多、原理多樣，而且部分廠家產品應用少，普遍存在技術支持欠缺，售后服務不到位，備品備件無庫存等問題。

按穩態選線法[1-3]、暫態選線法[4-6]、注入信號法[7-8]進行歸類，某市供電公司選線相應的選線正確率見表1。

表1　按選線原理統計的選線裝置正確率

2.2部分變電站出線電容電流過大，消弧線圈補償能力有限

隨著變電站10kV出線規模擴大及電纜應用增多，10kV出線電容電流逐漸增大，根據目前小電流接地選線裝置顯示的系統電容電流，部分變電站消弧線圈補償能力達已到極限，甚至無法達到過補償的要求。消弧線圈補償能力不足時，將無法實現對系統電容電流的過補償，嚴重時殘流過大使得接地電弧不易熄滅，從而引起弧光過電壓，可能對系統中絕緣薄弱的設備造成損害。

2.3線路單相接地故障排查時間長

由于歷史原因，電網大部分小電流接地選線裝置不具備跳閘功能，僅能發告警信號。若要改造成具備跳閘功能的，需要增加跳閘箱、二次控制電纜等。變電站的小電流接地選線裝置僅投入告警信號，采用人工試拉路方法選擇故障線路查找故障點，但是由于選線裝置正確率不高，拉路次數平均3次才能夠將故障線路隔離。

2.4部分廠站未裝設小電流接地選線裝置

經統計，部分變電站的10kV出線發生單相接地故障較多，由于未裝設小電流接地選線裝置的，當出線發生單相接地時，僅靠人工拉路排查，排查時間長，接地故障不能得到及時處理。

2.5個別廠站小選線裝置原理類型應用不恰當

某站35kV側為中性點經消弧線圈接地系統，35kV側的小電流接地選線裝置為保定華源的HYX196，其選線原理僅是傳統的零序電流比幅比相法、零序無功功率方向法，這種選線法僅適用于中性點不接地系統，在中性點經消弧線圈接地系統中將失效。

3　提升選線正確率的措施及建議

3.1配網系統中性點接地方式建議

建議開展接地方式研究，制定接地方式選擇原則，選擇適合中壓配電網的中性點接地方式。選取試點變電站，開展10kV系統中性點經小電阻接地試點工作，積累小電阻接地系統運行經驗，收集小電阻系統下，單相接地故障跳閘率、重合成功率及對供電可靠性影響等相關數據。同時也可開展多模接地方式試點，研究多模接地方式的適用性、可靠性。

3.2小電流接地選線裝置運行策略建議

在排除零序電流回路缺陷、裝置設置不正確、遠動信息轉發不正確等影響后，建議可將小電流接地選線裝置投入跳閘功能，以提高線路單相接地故障切除時間，及時消除對人身安全、設備安全的影響，并通過保護裝置重合閘或人工遙控合閘方式彌補小電流接地選線裝置選線不正確對供電可靠性的影響。

3.3小電流接地選線裝置選型建議

通過統計分析及先進供電局的實際運用情況，與消弧線圈控制器配合使用的殘流增量法具有運用范圍廣、利于瞬時故障滅弧、選線正確率較高的特點。此外，殘流增量法對CT極性無要求，也能消除CT測量誤差帶來的影響。因此，按目前的技術水平，對于新建變電站，建議采用能與消弧線圈控制器配套使用、采用殘流增量法原理的小電流接地選線裝置。

3.4小電流接地選線裝置提升選線正確率的管理措施

(1)加強并網管理

嚴格按小電流接地選線裝置技術規范、檢驗規范開展可研、初設審核、投運前驗收工作，確保小電流接地選線裝置功能配置、二次回路完善，各線路間隔零序CT接線正確、零序CT安裝質量符合標準要求，遠動信號傳發正確。

(2)加強日常管理

持續開展小電流接地選線裝置選線情況統計。按月對各站小電流接地選裝置選線情況進行統計，對選線情況異常的開展排查，確保裝置運行正常、二次回路正確、遠動信號回傳正確。

(3)開展專項整改

對目前在運的小電流接地選線裝置開展全面梳理。對不具備跳閘功能的小電流選線裝置開展改造工作，增加跳閘箱、二次控制回路。對零序電流回路接線不正確、無零序CT的間隔，結合線路間隔停電，開展零序CT、回路整改工作。對于信號注入法原理的小電流接線選線裝置，出線未安裝信號探測器的，結合線路間隔停電，加裝信號探測器。

4　結束語

小電流接地選線關系到電力系統安全穩定運行，提高選線的準確率需要從技術和管理兩個方面采取切實可行的措施。

[1]束洪春.配電網絡故障選線[M].北京：機械工業出版社，2008：1-33.

[2]要煥年.電力系統諧振接地[M].北京:中國電力出版社,2000.

[3]肖白，束洪春，高峰.小電流接地系統單相接地故障選線方法綜述[J].繼電器,2001，29(4)：16-20.

[4]王偉，焦彥軍.暫態信號特征分量在配網小電流接地選線中的應用[J].電網技術，2008，32(4)：96-100.

[5]張艷霞，陳超英，趙杰輝,等.配電網單相接地故障選線的一種新方法[J].電網技術，2002，12(11)：21-24.

[6]毛鵬，孫雅明，張兆寧，等.小波包在配電網單相接地故障選線中的應用[J].電網技術，2004，21(6)：9-14.

[7]桑在中，張慧芬，潘貞存.用注入法實現小電流接地系統單相接地選線保護[J].電力系統自動化，1996，20(2)：11-12.

[8]潘貞存，張慧芬，張帆，等.信號注入式接地選線定位保護的分析與改進[J].電力系統自動化，2007，31(4)：71-75.

梁慶光，工程師，主要從事繼電保護專業管理工作。

Analysis of Small Current Earthed Line Selection of the Distribution Network and Its Improvement Measures

HEMan,LIANGQing-guang

(Nanning Power Supply Bureau,Guangxi Power Grid Co.,Ltd.,Nanning 530029,China)

For the low validity of small current grounding fault line selection device in practical running,this paper analyze the style of distribution network′s neutral poin′s grounding way and small carrent grounding fault line selection problems.Some measures and suggestions of improving small current grounding fault line selection validity are put forward in view of technology and management.

distribution network;single phase grounding fault;line selection;arc suppression coil

1004-289X(2016)02-0011-03

TM72

B

2016-01-15

何滿，工程師，長期從事電力系統運行和繼電保護專業管理工作；