電力配電網單相接地故障選線技術的發展探析

談明 張輝 張旭峰 林躍敏

摘要：電力配電網發生故障時，全系統將會出現零序電壓，在數值上與接地相電壓等同，且當整體故障消除時，故障電壓將為零，但是由于故障解除達到穩定狀態下，需要1-2個小時，因此對于企業生產造成損失不可預估。在此背景下，本文結合配電網單相接地故障選線技術提出了注入信號法、殘留增量法、中電阻法和暫態法等措施，并依據選線技術應用過程中的可靠性、安全性原理對以上幾種方法進行分析，提出了在使用性能方面所存在的優缺點，并結合實際確定了其應用條件，供參考。

關鍵詞：電力配電網；單相接地故障；選線技術；發展

引言

隨著我國經濟快速發展，各個領域技術創新應用程度不斷加深，城市建設過程中電力負擔越來越大，導致大容量電力負荷中心增多，同時每個電力站出線量也增多，使得架空線路的電纜形式逐步被替代，從而對于單相接地來說，因為弧光產生后不能夠自動熄滅，會由此產生相間短路或者間歇性交替弧光的產生，這樣導致因為電壓不穩引起的事故不斷增多。為高效提升配電效率及可靠性，應從配電的中性點中的接地方式開始分析，改為對應的諧振接地方式。

1 故障選線方法概述

在實際故障選線方法中，應按照信號穩態或者暫態分量，進行故障選線處理，從而可以將故障選線的方法分為：穩態和暫態兩大類。本文中所介紹的穩態選線法為：注入信號法、殘流增量法和中電阻法；暫態選線法為暫態法。

按照所選擇信號的用途，整個選線方法又可以分為主動式選線和被動式選線，其中主動式選線需要結合先進的設備進行選線，而被動的選線方式則需要注入特有的信號形式，并結合系統故障過程中所產生的信號當做依據而生成相應的信號選擇。

注入信號法。主要是利用信號的穩態分量，或者是暫態分量，進行對應的故障選線操作，當故障發生時，接地相電壓兩側端的電壓值顯示為零，狀態為閑置。通過本電壓信號的輸出向系統耦合電流信號，并結合當前母線和相關故障線路的接地效果，針對注入信號的整體頻率，對取值在各諧波之間的系統結構進行分析，保證不被工頻分量的干擾，從而有效的確立各次諧波的分量干擾。早前，利用便攜式探測裝備可以有效的選擇故障線路，因為要在強電環境下進行，再加上實施的復雜程度加大，因此利用了分散采集信號的方式進行有效處理。借助專用的出站口進行安裝，確保傳感器的自動安裝有效性。在注入單頻信號的過程中，有相關文獻研究表明，要根據故障后的中性點結構進行電壓大小的分別選擇，同時可通過故障相TV和消弧線圈來實現TV注入恒定頻率的電流信號。注入信號法在選線過程中的應用較好。

殘流增量法。諧振接地系統中，傳統的手動式的調諧消弧圈結構在使用的過程中會由于整體系統結構的穩定性而導致選線方式的差異性。在單相接地故障發生后，可以結合自動調諧消弧線圈結構，對整體故障進行補償，從而使其處于最佳的處理狀態，進而有利于故障解決中的息弧。目前來看，針對大多數的自動調諧消弧線圈都可以正常實現選線操作，由于消弧線圈自身帶有對應的負荷調諧制約，同時對于系統的安全具有一定的影響，故障點的殘留電流的改變狀態的大小，都會影響到改變量的大小，一般控制在十安培到數十安倍培的數量級別中，而根據消弧線圈調諧方式存在差異性，因此完成殘流存在的時間不等，且存在差異性。因此，在實際的應用過程中為了減少由于帶負荷的調諧給消弧線圈帶來的直接損失，可以結合消弧線圈的并聯或者其他的串聯電阻而形成有效的選線方案。

中電阻法。在消弧線圈的側翼位置安放一個電阻，如果在使用的過程中發生了瞬時性的接地電阻，則會導致整個電阻的故障，形成電阻不投入，若是發生了永久性的故障，則表示可以通過此種現象有效的進行選線操作。整個過程當中需要注意的是金屬接地故障發生后，要根據故障線路的零序變化來實現故障點存在過程中的過渡電阻，但是在整個過程中出線的零序電流變化范圍大。根據不同廠家及不同電壓等級的電阻值在選擇的過程中也是不同的，這主要是由于在產生電流指十安培和數十安培的過程中，選線結束以后應及時的切除相關的并聯電阻，時間一般為百毫秒到數秒之間，從本質上分析，其是由于電阻選線的方法與實際的殘流增量存在一定的穩定性，因此造成系統中性點接地方式的不同。

2選線方式的性能分析

不同的選線方式中都需要用到監測模塊，同時這也是最為核心裝置之一，從而協助完成所需信號的采集及處理，確保報線結果的穩定性。在選線方式應用的過程中，一般具有如下性能：

其一，應具備選線的可靠性。由于選線過程中外界環境的干擾，會造成不同的選線方式其可靠性與信息量的直接使用有關，同時對于可靠性的要求越高。特別是在高電阻的接地過程中，各接線方式的性能都存在一定程度的下降。

其二，安全性。一方面主要體現在整體裝置的硬件安全性上，另一方面主要體現在裝置工作的過程中，對于其他裝置設備造成的潛在危險性。

其三，便利性。在電力變電所建設的過程中，尤其涉及到變電所的改造，應充分的結合選線裝置的選擇位置，結合安裝施工的復雜程度，進行便利性性能的考慮。

3結束語

綜上所述，電力系統配網中諧振接地系統單相接地故障發生的原理是各不相同的，尤其是在裝置的設置及利用的過程中，都能夠有效的結合現場要求進行選線標準的制定，同時結合裝置的設計要求對選線方法進行分析，從而能夠滿足不同環境下選線操作的正常化開展。本文首先分析了選線方法的分類及各方法的選線過程及特征，同時簡要分析了選線的性能，期望能夠為相關技術人員提供一定參考。

參考文獻

[1] 鄭麗榕，陳少凡，林義顯. 基于磁場檢測的配電網單相接地故障選線及定位研究[J]. 山東工業技術，2018（3）：133-133.

[2] 佚名. 含同母線環路的配電網單相接地故障特征及選線[J]. 電力系統自動化，43（1）：318-326.

[3] 楊元愷，劉洋，蘭秀明. 配電網單相接地故障選線方法的研究[J]. 電氣開關，2018，56（2）：20-24.

（作者單位：國網浙江象山縣供電有限公司）