理论广角 ●Ｉ 小电流接地系统故障选线判断与分析 赵航张晓辉 山西长治０４６０００） （国网山西电网长治供电公司［摘要］文章首先就小电流接地系统中性点接地方式展开了必要的分析和说明，而后进一步就如何有效分析出此类系统中的故障线路进行了讨论。 ［关键词］小电流；接地，故障；选线 中图分类号：ＴＭ８６２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１４）４８—０３１７一Ｏ１ 在我国当前的中压电网环境中，通常采用中性点不接地或者经消弧线圈实 现接地两种方式进行工作，在这样的工作方式之下，如果发生单相接地故障，则 流过故障点的电流会很小，因而被称为小电流接地故障。在面对发生小电流接 地故障的时候，由于在供电系统内部仍然能够保持线电压本身的对称特征，并 且故障电流较小，因此不需要立即切断供电展开维修。在通常状况下，即便发生 故障，仍然可以继续供电１－２ｚｂ时，而这个时间可以用来进行故障排除和修复 工作，因此这种供电体系本身对于提升其供电质量以及连续性等方面都有所帮 助。虽然不需要立即停止供电，但是随着系统内馈线的不断增多，电容电流也会 随之增大，因此长时间在故障状态下运行仍然容易造成更多点的接地短路，进 一步加重故障状况，危害供电体系安全运行。因此有必要对小电流接地故障保 持警惕，尽最大可能确定故障位置并且予以排除，成为了在此类中压电网环境 中运维工作的重点。 一 小电流接地系统中性点接地方式 想要切实实现面对小电流接地故障的有效定位和排除，首先应当对其接地 方式有一个更为深刻的认识，在此基础上进～步展开故障的排除工作实施才具 有必要的价值和意义。 从故障发生的实际特征角度看，小电流接地的具体表现可以分为三个主要 类别，即中性点不接地系统（ＮＵＳ，Ｎｅｕｔｒａｌ Ｕｎ－ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、中性 点经消弧线圈接地系统，即谐振接地系统（ＮＥＳ，Ｎｅｕｔｒａｌ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｅａｒｔｈｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ）以及中性点经电阻接地系统（ＮＲＳ，Ｎｅｕｔｒａｌ Ｒｅｓｉｓｔｏｒ－ｇｒｏｕｎｄｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ），这成为了６６ｋＶ以下电网的主要工作特征。 首先对于中性点不接地系统而言，最大的特征就在于结构简单、运行方便， 并且随之而来的在投资和管理方面的便捷，也成为此类系统的最大优势，这些 特征都推动着骑乘位我国低压配电网络在早起较为常见的中性点接地方式。在 此种方式工作状态之下，如果发生单相接地故障，则通过接地点的电流仅仅为 电网对地的电容电流，电弧可以实现自行熄灭，但是随着馈线的增加，电容电流 将呈现出显著的增大，并且随之造成电弧反复熄灭与重燃，进而带来系统过电 压，对整个供电系统带来不利影响。 其次，在中性点经消弧线圈接地系统，即谐振接地系统工作方式下，会在中 性点和大地之间设定一个电感消弧线圈，因此在发生单相接地故障的时候，消 弧线圈中的电感电流会对接地电容电流形成补偿作用，从而使得流经接地点的 电流减小并且帮助实现电弧的自动熄灭。此种工作方式从表面上看提升了整个 系统的安全水平，但是在实际应用中选线效果相对而言不尽如人意。 最后，对于中性点经电阻接地系统而言，则通常使中性点通过一个高值电 阻与大地相连，能够有效将电流限制在ＩＯＡ以下的范围内。此种工作方式对于 串联谐振过电压与间歇性电弧接地过电压有很好的抑制作用，减少了电弧击穿 损坏设备的可能性，同时也有效提升了人体安全水平。但是由于流经故障点的 电流相对较小，因此故障检测的难度随之有所提升，成为此种工作方式的主要 不足之处。 二、小电流接地系统故障的选线方法讨论 基于对小电流接地系统的工作方式以及相关特征的分析，可以发现不同的 工作方式一方面有着其自身的独特优势，但是也都会在某方面呈现出一定的不 足。考虑到此种状况，有必要以不同工作方式的小电流系统特征作为基本依据， 进一步对其选线方式展开研究，借以实现对于整个供电体系健康水平的提升。 首先，考虑到中性点不接地系统以及中性点经电阻接地系统这两种工作方 式在运行特征方面的共同之处，则可以在面对这两种系统的时候采用大致相同 的选线判断方法展开工作。对于这一类的系统，常见的选线方法包括零序电流 比幅法、零序电流相位法、群体比幅比相法以及△（Ｉ ｓｉｎ？）法几种，零序电流 比幅法主要是利用流经故障线路的零序电流应当等于其他线路的对地电容电 流之和这一特征进行选线，通过对比零序电流副值来确定故障线路。零序电流 相位法则是考虑到故障线路上的零序电流与正常线路上的零序电流香味相反 这一特征来确定故障线路。群体比幅比相法则在一定程度上的综合，通常是先 依据幅值来确定出零序电流较大的几条线路，而后进一步比较相位，来最终实 现对于故障线路的确定。△（Ｉ ｓｉｎ？）法则是通过一个作为中间参考的正弦信 号，实现能够将所有线路故障前后的零序电流特征投影到故障线路零序电流方 向上，进一步计算出故障前后各个线路的差，找到最大者即为故障线路，如果该 最大差值不大于零，则应当为母线发生故障。 而在面对中性点经消弧线圈接地系统的选线工作时，常见的方法包括五次 谐波分量法、有功分量法、残流增量法、中电阻法以及能量法几种，同样存在各 自的工作原理和判断特征。对于五次谐波分量法而言，主要是考虑到五次谐波 电容电流为基波电容电流的五倍，但是对于消弧线圈而言，五次谐波感应补偿 电流为基波的１／５，即无法实现消弧线圈对于谐波容性电流的补偿。也就是说， 故障线路上的五次谐波零序电流幅值最大并且极陛与其他正常线路极性相反， 因此对于此种特征展开观察即可发现故障线路，实现选线工作。有功分量法主 要是考虑到有功电流只流过发生故障的线路，因此如何以零序电压作为参考标 准，则可以通过对比发现有功电流，实现对于故障线路的选线工作。残流增量法 通常展开对消弧线圈的调节来实现对于其支路阻抗的改变，从而影响零序电流 发生变化，故障电流上的增值大约会与调档前后消弧线圈补偿电流的差值相 当，而非故障电路上的零序电流基本不会有所改变，从而可以判断出故障线路。 中电阻法主要是考虑到消弧线圈本身的补偿作用不利于获取到明确和足够的 信息实现选线，因此在系统中加增并联中值电阻以增大零序电流，通过此种方 式实现强化零序电流信号的作用，从而使故障线路表现更为突出。最后，能量法 主要是利用接地后零序电流和零序电压构成能量函数来实现对于故障线路的 判断，通常故障线路上的能量函数幅值最大，并且呈现出与其他线路相反的极 性。 三．结论 对于小电流接地系统中故障线路的判断，对于提升整体供电系统的工作稳 定型以及加强其安全水平都有积极价值，在实际工作中必须予以重视，不断发 现存在的问题和不足并且予以改进，获取最优效果。 参考文献 ［１】周航．中压配电网中性点接地方式的选择与应用［Ｊ］．广西电力，２００９（２） 科技博览ｌ ３１７