淺析煤礦電網(wǎng)含并聯(lián)供電線路的小電流選線

張永

（大唐呼倫貝爾能源開發(fā)有限公司）

【摘要】對煤礦電網(wǎng)含并聯(lián)供電線路的小電流進行選線時，可以使用相間電流差的并聯(lián)線路接地選線方法，對各個線路中的故障相進行對比，計算出各項之間的電流差，就可以有效判斷出出現(xiàn)故障的線路。在研究過程中還應用了PSCAD 仿真

動模實驗，即使實際的供電方式和實驗不同，也不會影響最終的結(jié)果，可以準確判斷故障線路，檢測中該方式有很強的抗干擾能力。下面就對這些方面進行分析，希望給有關(guān)人士一些借鑒。

【關(guān)鍵詞】煤礦電網(wǎng) 并聯(lián)供電線路 小電流選線

在煤礦接地電網(wǎng)中小電流接地系統(tǒng)經(jīng)常被使用，但是在使用中經(jīng)常發(fā)生故障，例如出現(xiàn)拒動、誤動等問題，直接影響煤礦并聯(lián)供電系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。該線路設置較長，而且運行中產(chǎn)生較大的負荷，當接地選線出現(xiàn)問題后，運行中發(fā)生故障信號和故障相互疊加，進而出現(xiàn)誤動和誤操作，為了確保選線的準確性，可以使用相間電流差的方式處理，確保煤礦電網(wǎng)運行的安全與穩(wěn)定。

一、分析使用相間電流差的方式進行選線的技術(shù)

可以參考圖1了解小電流接地系統(tǒng)正常運行時相電流情況，但是當發(fā)生故障之后，相電流的分布情況會發(fā)生很大變化，可以參考圖2進行分析。為了以后方便分析，讓相關(guān)人員清楚二者的不同以及選線的技術(shù)要點，設定分析的系統(tǒng)屬于三相對稱的，其電源電壓分別是EA、EB、EC，對于中性點位移電壓屬于故障前衛(wèi)U0，其中的線路2與線路1電容分別是C2和C1，通過該線路的各相電流負荷是IJAl，IJBL，其中的j=1、2，屬于線路的序號。小電流接地系統(tǒng)單相接地故障相電流如果煤礦電網(wǎng)中出現(xiàn)單相接地故障，相間電流差就是If，非故障相的電流差是其的一半，也就是If，/2，非故障相的電流差都是0，由此可見，相關(guān)技術(shù)人員在故障檢測時，利用線路中故障差進行故障判斷，電流差最大的線路就是故障線路，在實踐中得到了很好的應用。

二、并聯(lián)供電線路的小電流選線的重要依據(jù)分析

在選線過程中，為了保證最終的準確性，要先對系統(tǒng)內(nèi)的零序電壓進行選擇，系統(tǒng)運行時會出現(xiàn)二次側(cè)零序電壓，如果設定的有效值超出了系統(tǒng)的閥值時，例如當電壓是15V時，就可以斷定系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了單項接地故障。進行故障相判斷時，如果最低的相電壓比額定相電壓低30%時，那么電壓最低的一相就是故障相，如果最低電壓比額定電壓的30%高，如果其中性點不接地，要以正相序作為故障的判斷基準。中性點出現(xiàn)欠補償情況，要將正相序作為基準。對各相的電流差進行計算時，要將故障相作為基準，相間電流差最大的將會作為故障線路。

三、分析選線仿真實驗的原理和方法

可以參考圖3了解仿真驗證原理，研究中使用 PSCAD做建模仿真，五條線路的長度分別是5km、12km、8km、10km、15km，在電源側(cè)的電壓為35kV，通過35 kV/6 kV，Y/d連接的變壓器，然后再對各個支路進行供電，該變壓器的額定容量是10MVA。建立線路模型過程中，應用了分布參數(shù)的Bergeron模型，零序電感是34.4e-3 H/km，零序參數(shù)是零序電阻0.23Ω/km，零序電容是3.8e-8 F/km。對于架空線路的正序參數(shù)是正序電阻，阻值為0.17Ω/km，正序電容是6.1e-8 F/km，正序電感是7.6e-3 H/km。

兩條線路在并聯(lián)時，其電流是不平衡的，必須對線路l 4 做好不平衡設置，在此過程中要對中性點經(jīng)消弧線圈接地，中性點不接地系統(tǒng)接地情況進行仿真。仿真結(jié)果如下所示。

從數(shù)據(jù)對比中就可以看出，如果系統(tǒng)的中性點不接地，以故障作為基準的電流差是最大的，如果其中一條并聯(lián)線路出現(xiàn)故障，也滿足故障作為基準的電流差是最大這一原則，故障接地電阻會不斷增加，非故障線路與故障線路電流差會進一步減少。除此之外，對于中性點警告消弧線圈的接地系統(tǒng)而言，對于故障線路而言，以故障相作為基準，其相間電流差是最大的，在并聯(lián)線路中其中一條線路出現(xiàn)故障，也符合上述理論，但是在實踐的推移下，故障接地電阻值會不斷增大，因此非故障線路和故障線路之間的電流差會進一步縮小。從上述的仿真結(jié)果分析，使用的小電流接地方法是可以實行的，對于有并聯(lián)的線路系統(tǒng)更加適合，在傳統(tǒng)的系統(tǒng)當中，如果并聯(lián)線路中的一條線路出現(xiàn)故障，不能及時判斷具體是哪一條出現(xiàn)故障，應該該方法解決了這一問題，在此基礎(chǔ)上，該方法在金屬性接地和經(jīng)低阻接地故障中也非常適合使用。

四、對動態(tài)模擬試驗的分析

模擬中使用了6kV系統(tǒng)，中性點經(jīng)消弧線圈接地，消弧線圈的脫諧度可以調(diào)整，消弧線圈的投入也可以控制。在該電網(wǎng)中電源的側(cè)電壓是35 kV，通過35 kV/6 kV和變壓器的各個支路進行連接，該變壓器的額定容量是10MVA，設置的功率因數(shù)是0.8，在該線路中一共有2條架空線和3條電纜，對于l 4線路實施了不平衡設置，電容電流為50A。進行中性點不接地模擬，再利用高速采樣方式進行結(jié)果的處理，最終得到如下數(shù)據(jù)。

通過試驗數(shù)據(jù)可以得出，在并聯(lián)電網(wǎng)中如果出現(xiàn)線路單相接地故障，將故障相作為基準點，其相間的電流差是最大的，這一結(jié)果和工作人員的理論分析一致，由此可見這一方法在實踐中可以應用，檢測前做好必要的準備工作即可，取得的效果很好。

通過以上對煤礦電網(wǎng)含并聯(lián)供電線路的小電流選線方法分析，這一方法能夠有效將故障線路選擇出來，同時對于并聯(lián)線路而言，可以直接知道是哪一條發(fā)生故障，供電方式不同對故障檢測沒有任何影響，因此使用范圍得到了擴大。通過實踐應用發(fā)現(xiàn)該方法不僅檢測精度高，故障相接地相位不會對其產(chǎn)生影響，接地方式也不會對結(jié)果產(chǎn)生影響，檢測方法有很強的抗干擾性，因此在煤礦并聯(lián)線路小電流選線中得到了廣泛的應用。

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