中性點不接地系統(tǒng)小電流接地故障分析

作者/張金花、李文華、王立功，國網(wǎng)山東省電力公司寧津縣供電公司

中性點不接地系統(tǒng)小電流接地故障分析

作者/張金花、李文華、王立功，國網(wǎng)山東省電力公司寧津縣供電公司

近年來，我國電網(wǎng)建設進程不斷加快，因此在處理小電流接地故障問題方面也有了更高的要求。通常使用暫態(tài)等值電路予以解決，但缺乏相關的參數(shù)計算。本文就智能消孤線圈在解決中性點不接地系統(tǒng)小電流接地故障中的應用展開探討。

中性點不接地系統(tǒng)；小電流接地；故障

引言

小電流接地方式以配電網(wǎng)中性點為主，其中的關鍵技術包括接地補償、過電壓防護以及故障保護等。現(xiàn)階段主要應用暫態(tài)分量與系統(tǒng)附加電流作為小電流接地保護的主要手段。應用上述兩種手段能夠有效保障配電網(wǎng)的正常運行。然而解決小電流接地故障問題則需要從消弧線圈入手，以保障配電網(wǎng)的安全運行。

1.XKH-Ⅱ型智能消弧線圈成套裝置簡述

（1）裝置的應用范圍。隨著電網(wǎng)建設的快速發(fā)展，人們對電力系統(tǒng)運作的可靠性也提出了更高的標準。而中性點接地方式是影響系統(tǒng)正常運轉以及供電可靠性的重要因素，就目前的城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設情況而言，經(jīng)常會出現(xiàn)以下情況，即電容電流迅速增加，從而使事故跳閘的發(fā)生率上升。鑒于此，電網(wǎng)建設過程中，應將諧振接地作為主要方式，在中性點內(nèi)設置消弧線圈，當出現(xiàn)單行接地狀況時，消弧線圈則通過自身的感性電流對故障位置的電容電流實施補償[1]。于故障點殘留減小，從而自然熄弧，避免事故的進一步發(fā)展。有研究表明，消弧線圈在10至35kV電壓等級配電網(wǎng)中的專職實用性強，既能用于電力系統(tǒng)，又能用于冶金、石化、煤炭等領域，從而保證可靠性供電。

（2）裝置的特征及組成。消弧線圈裝置的特征有以下幾點。含有PC104，工作頻率為233赫茲，在未出現(xiàn)故障的情形下，所能運行的時間為2×105h，且裝置具備較高的可靠性。模塊化設計方式，有關功能采用獨立插件式的模塊進行設置，以滿足各類型用戶的需求。在LCD顯示屏的使用之下，能夠顯示多類信息數(shù)據(jù)，配合漢字打印機，能實現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的打印；接地選線功能，例如在并聯(lián)中的綜合選線法以及電阻選線法等使用下，能保障接地選線的準確性，裝置擁有故障錄波功能，能夠對故障出現(xiàn)到消除的全程進行記錄，記錄的內(nèi)容包括零序電壓、電流波形。此外，裝置中存在高速A/D轉換器，能實現(xiàn)電壓、電流采樣的要求。從裝置的構成分析，主要包括電壓互感器、干式消弧線圈、控制屏、隔離開關、有載開關、故障錄波、小電流接地選線等。

2.智能消弧線圈在小電流接地故障中應用

（1）自動調(diào)諧和選線控制器。此構件的功能特征主要為記錄容量大、保護功能較完善、抗干擾能力較強、且存在運動功能、選線功能、報警功能等。從控制器的運行原理方面而言，可對于脫諧度、殘流等進行判斷，從而明確消孤線圈補償調(diào)流是否須被調(diào)節(jié)，在運行前應完善接地殘流、設定脫諧度范圍等工作，如果和此范圍相脫離，控制器則會發(fā)出指令，并在此前提下，調(diào)整消弧線圈的檔位，保障殘流與脫諧度處于標準范圍之中。此外，在并聯(lián)中電阻選線情形下，因故障線路零序電流被增多，能夠保障選線的正確性，從而將并聯(lián)電阻投入運作時，則避免系統(tǒng)受到?jīng)_擊，中性點電壓也隨之被下降，進而保障系統(tǒng)的安全運行[2]。此外在應用控制器的情況下，接地信息導出功能、故障錄波功能也更為顯著。以故障錄波功能為例，裝置中存在PC104，同時設置了A/D轉換器，故障過程中的全部信息數(shù)據(jù)均被記錄了下來。針對接地信息導出功能，眾多信息均能夠存儲至控制器中，并且可通過電腦直接查閱文件信息。系統(tǒng)名稱示意圖如圖所示。

圖1 系統(tǒng)名稱示意圖

（2）有載調(diào)匝式消弧線圈。該線圈屬于電感線圈，其中包含鐵芯，其中設置了多檔位分接頭，能夠達到調(diào)整消弧線圈電感量的目的。因消弧線圈和發(fā)電機中性點相連，故在系統(tǒng)單相接地的情形下，線圈將提供感性電流，從而控制殘流，從而實現(xiàn)消除接地過電壓的目標。此次研究的消弧線圈接裝置，將調(diào)匝式消弧線圈應用于其中，增添了更多優(yōu)勢，例如無諧波、補償效果好且速度快等。

（3）接地變壓器。在選擇接地變壓器時，應結合實際情況加以分析，例如Y型接法下的變壓器繞阻，不需要設置接地變壓器，然而在△型接法中，則需要在接地變壓器設置下，引入中性點，將無勵磁調(diào)壓設置于變壓器一次側。在消弧線圈裝置使用下，當中的接地變壓器自身具備功損耗較小，勵磁阻抗較大的特點，能夠結合實際情況開展初級繞阻。

（4）其它裝置。除了在以上構件的應用下，裝置內(nèi)其他構建也具備自身功能，均能提供小電流接地故障的解決措施。例如并聯(lián)中電阻箱、阻尼電阻等，對阻尼電阻進行分析，將其設置在系統(tǒng)內(nèi)的目的是，當出現(xiàn)串聯(lián)諧振時，能夠控制中性點位移電壓，防止有過電壓出現(xiàn)[3]。當發(fā)生單相接地狀況時，較大的電流則從中性點通過，要求阻尼電阻短接。但對于并聯(lián)中電阻箱，則適用于并聯(lián)中電阻選線，當出現(xiàn)單相接地故障時，則將有功電流注入系統(tǒng)內(nèi)，延時一定時間后，切除電阻。

3.智能消弧線圈成套裝置的應用

（1）系統(tǒng)操作。為確保智能消弧線圈在解決小電流接地故障解決中發(fā)揮最佳優(yōu)勢，需要明確操作說明書，主要表現(xiàn)為以下幾點。其一是布置面板。面板包括LCD顯示屏、打印機、操作按鍵等組成，同時設置了電源開關和指示燈。其二是操作說明。例如在菜單結構方面，將具體的子菜單設置到菜單結構中，包括運行狀態(tài)、參數(shù)設置、狀態(tài)信息、接地信息等。

（2）報警和錄波。報警提示，在單相接地故障下，接地信息（發(fā)生時間、接地線路、接地次數(shù)、持續(xù)時間等）均會顯示在顯示屏中，指導接地故障排除，系統(tǒng)回歸正常運行。在錄波方面，高速PC104與A/D轉換器設置于其中，在接地故障錄波功能方面擁有顯著優(yōu)點，能記錄電流的改變、電壓改變的波形。

4.結語

應用XKH-Ⅱ型智能消弧線圈成套裝置解決中性點不接地系統(tǒng)小電流接地故障問題時，需分析其工作原理、構成以及應用優(yōu)勢，保障各個構件（自動調(diào)節(jié)器、接地變壓器、選線控制器等）的優(yōu)勢有效發(fā)揮出來。在裝置運行階段也應完善各項維護工作，從而在裝置安全運行的狀態(tài)下，有效地控制接地故障問題。

＊ [1]劉海峰，姜家星，陳野等.中性點不接地系統(tǒng)小電流接地故障解決方案[J].農(nóng)村電氣化，2016（10）：25-26.

＊ [2]蔣會哲，張春燕.中性點不接地小電流接地系統(tǒng)故障問題研究[J].經(jīng)貿(mào)實踐，2015（03）：347.

＊ [3]劉連凱.中性點不接地系統(tǒng)故障分析[J].電工技術，2013（07）：66-67.