接地系統中反時限零序過電流保護

余健勇

摘 要：在目前的小電阻接地系統保護過程中，主要使用的方式為定時限零序過電流保護方式，但該種方式存在定值高等缺陷，很容易對相關過電流保護工作產生影響。本文對反時限零序過電流保護應用于接地保護的問題及原理進行總結，并從具體操作要求、啟動電流和最小動作電流整定、限時電流下限值的整定、整個保護流程的優化四方面，論述了接地系統中反時限零序過電流保護的整定形式。

關鍵詞：接地系統；反時限零序；過電流保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.187

0 前言

在小電阻接地系統應用過程中，具備快速切斷接地故障的優勢和特點，而且相應的過電壓水平較低，可以將諧振過電壓消除。除此之外，還可以應用絕緣水平較低的電纜以及電氣設備實現故障的自動清除，并通過常用中性點實現接地操作。相關數據統計顯示，在小電阻接地配網之中，單相接地故障以及達到了70%，為此，反時限零序過電流保護將會發揮出更多作用。

1 反時限零序過電流保護應用于接地保護的問題及原理

1.1 反時限零序過電流保護應用于接地保護的問題

站在傳統應用角度來說，反時限過電流保護主要進行的是相間短路故障的保護。在啟動過程中，電流定值IS需要避過最大負荷電流的影響，當故障發生之后，故障線路保護裝置也會啟動。因此，在具體設計過程中，并不需要對同級保護進行過多考慮。站在小電阻接地系統故障角度來說，可以將整個反時限零序過電流保護措施應用其中，如果整個啟動電流定值和具體定時限零序過電流保護沒有出現差異，相應的故障問題便沒有得到解決。想要進一步提升接地保護電阻阻值，人們需要將具體的啟動電流值降低，而且不會產生誤動。但由于IS降低之后，可能會導致零序電流值升高，甚至高出啟動電流定值，進而對整條線路保護產生嚴重影響。為此，在具體防護工作開展過程中，相關工作人員可以降低IS，并提升整個反時序過電流保護的耐電阻能力，并依靠出線保護，提升保護工作的可靠性和選擇性。

1.2 反時限零序過電流保護的原理

在同一條母線之中，會配置相應的反時限零序電流保護裝置，保護母線特性不會受到影響。如果讓IS低于對地電容電流，人們可以通過具體的跳閘時限設計，確保保護工作的可靠性。例如，當線路出現金屬性接地等故障時，零序電流將會超出IS很多。另外，由于故障線路零序電流會高出正常線路很多，接地保護裝置也會提前進入到運行狀態之中，為了避免誤動現象出現，相關工作人員需要做好全線接地保護裝置的檢查工作。站在高阻接地故障角度來說，保護裝置的啟動時間相對延后，但在此過程中，人們可以通過健全線路保護，避免誤動作出現[1]。

2 接地系統中反時限零序過電流保護的整定形式

2.1 具體操作要求

首先，啟動電流的電流整定值應盡可能減小，提升高阻值接地故障的保護能力，但需要對系統的具體運行工況情況進行詳細考量，避免零序電流出現，防止誤動現象產生。其次，各個接地變保護也要和出線保護保持在一致狀態，確保各個參數的一致性。再次，在整定保護動作曲線上，電流也會相差10倍左右，而且任意兩點之間的動作保護需要保持在0.6s左右，讓整個接地保護操作更具選擇性。另外，在限時電流下限值設定上也要保持在適中狀態，而且在金屬性接地過程中，整個保護工作也要做到限時速斷。最后，為了更好的實現下游分支線路保護工作，提高配電變壓器保護配合工作，讓線路之中的出口接地保護更具選擇性，最小的動作時限不能小于1s。

2.2 啟動電流和最小動作電流整定

在具體啟動電流定值整定上，需要對以下因素進行全面考慮：首先，具體定值應避免與最大不平衡零序電流相一致，這樣一來，接地保護誤動將會得到避免。相關研究資料顯示，在10kV小電阻接地系統架空線路以及電纜線路之中的零序電流分別為0.37A和0.26A，從這里也可以看出，啟動電流的定值將會高于1.11A。其次，在具體工作開展上，還要對具體的電流互感器線性范圍以及測量誤差進行全面考量，具體定值不得小于3A。再次，啟動電流大小將會直接影響到接地保護全過程，如果線路之中小電阻接地系統經常出現接地故障，人們可以通過相關算法公式將具體零序電流值展示出來，在此過程中，人們需要對具體的線性范圍和測量誤差進行充分考慮。

2.3 限時電流下限值的整定

首先，在限時電流下限值設定過程中，具體定值設計不能出現過高情況，尤其是在10kV小電阻接地配電網應用過程中，線路出口處具體接地故障時的接地電流大約為577A。為了讓具體線路出口處接地故障發生頻率降低，保護工作也能夠實時開展，相關工作人員應該對具體的動作保護可靠系數進行充分考慮，而且整個電流下限值應保持在444A左右。

2.4 整個保護流程的優化

為了實現整個接地故障保護性能的全面優化，研究人員引入了很多新方式。當線路之中實際輸入電流為3A時，接地過渡電阻也會超過1.5kΩ，與之相對應的動作時限將會保持在3.3s左右。從具體數值上也可以看出，高阻接地故障具備很強的速動特性。為了進一步實現分支線路接地保護配合情況，當電流高于444A時，整個保護固定動作時限將會保持在（1.0s）。除此之外，當具體分支線路出現接地故障之后，線路中的出口處保護工作并不會涉及到越級跳閘操作，動作的選擇性較強。整體來看，當小電阻接地系統出現高阻接地故障之后，只要線路上零序電流較高，保護裝置也會自動啟動，如果是1.5kΩ過度電阻出現接地故障，靈敏系數也會高于1.2[2]。

3 總結

綜上所述，在故障點之中，無論過渡電阻的阻值有多大，中性點零序電流以及故障線路之中的零序電流也會高于正常電路的零序電路，具體的高出數值能夠達到10倍左右。為此，相關工作人員可以利用橫向配合理論，將具體的耐受電阻能力提升到1.5kΩ，將速動性提升，同時還要確保整個接地變保護具備一定的可靠性。

參考文獻：

[1]王恩偉，王林波，王元峰.基于負序阻抗加速的配電網統一反時限零序過流保護[J].電力設備管理，2018（10）：38-41.

[2]薛永端，徐丙垠，李天友.小電阻接地系統接地故障反時限零序過電流保護[J].電力系統自動化，2018，42（20）：150-159.