電力配電網(wǎng)單相接地故障選線技術(shù)的發(fā)展探析

談明 張輝 張旭峰 林躍敏

摘要：電力配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，全系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)零序電壓，在數(shù)值上與接地相電壓等同，且當(dāng)整體故障消除時(shí)，故障電壓將為零，但是由于故障解除達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)下，需要1-2個(gè)小時(shí)，因此對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)造成損失不可預(yù)估。在此背景下，本文結(jié)合配電網(wǎng)單相接地故障選線技術(shù)提出了注入信號(hào)法、殘留增量法、中電阻法和暫態(tài)法等措施，并依據(jù)選線技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的可靠性、安全性原理對(duì)以上幾種方法進(jìn)行分析，提出了在使用性能方面所存在的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際確定了其應(yīng)用條件，供參考。

關(guān)鍵詞：電力配電網(wǎng)；單相接地故障；選線技術(shù)；發(fā)展

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用程度不斷加深，城市建設(shè)過(guò)程中電力負(fù)擔(dān)越來(lái)越大，導(dǎo)致大容量電力負(fù)荷中心增多，同時(shí)每個(gè)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(duì)于單相接地來(lái)說(shuō)，因?yàn)榛」猱a(chǎn)生后不能夠自動(dòng)熄滅，會(huì)由此產(chǎn)生相間短路或者間歇性交替弧光的產(chǎn)生，這樣導(dǎo)致因?yàn)殡妷翰环€(wěn)引起的事故不斷增多。為高效提升配電效率及可靠性，應(yīng)從配電的中性點(diǎn)中的接地方式開始分析，改為對(duì)應(yīng)的諧振接地方式。

1 故障選線方法概述

在實(shí)際故障選線方法中，應(yīng)按照信號(hào)穩(wěn)態(tài)或者暫態(tài)分量，進(jìn)行故障選線處理，從而可以將故障選線的方法分為：穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)兩大類。本文中所介紹的穩(wěn)態(tài)選線法為：注入信號(hào)法、殘流增量法和中電阻法；暫態(tài)選線法為暫態(tài)法。

按照所選擇信號(hào)的用途，整個(gè)選線方法又可以分為主動(dòng)式選線和被動(dòng)式選線，其中主動(dòng)式選線需要結(jié)合先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行選線，而被動(dòng)的選線方式則需要注入特有的信號(hào)形式，并結(jié)合系統(tǒng)故障過(guò)程中所產(chǎn)生的信號(hào)當(dāng)做依據(jù)而生成相應(yīng)的信號(hào)選擇。

注入信號(hào)法。主要是利用信號(hào)的穩(wěn)態(tài)分量，或者是暫態(tài)分量，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的故障選線操作，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，接地相電壓兩側(cè)端的電壓值顯示為零，狀態(tài)為閑置。通過(guò)本電壓信號(hào)的輸出向系統(tǒng)耦合電流信號(hào)，并結(jié)合當(dāng)前母線和相關(guān)故障線路的接地效果，針對(duì)注入信號(hào)的整體頻率，對(duì)取值在各諧波之間的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)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(cè)裝備可以有效的選擇故障線路，因?yàn)橐趶?qiáng)電環(huán)境下進(jìn)行，再加上實(shí)施的復(fù)雜程度加大，因此利用了分散采集信號(hào)的方式進(jìn)行有效處理。借助專用的出站口進(jìn)行安裝，確保傳感器的自動(dòng)安裝有效性。在注入單頻信號(hào)的過(guò)程中，有相關(guān)文獻(xiàn)研究表明，要根據(jù)故障后的中性點(diǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行電壓大小的分別選擇，同時(shí)可通過(guò)故障相TV和消弧線圈來(lái)實(shí)現(xiàn)TV注入恒定頻率的電流信號(hào)。注入信號(hào)法在選線過(guò)程中的應(yīng)用較好。

殘流增量法。諧振接地系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的手動(dòng)式的調(diào)諧消弧圈結(jié)構(gòu)在使用的過(guò)程中會(huì)由于整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性而導(dǎo)致選線方式的差異性。在單相接地故障發(fā)生后，可以結(jié)合自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈結(jié)構(gòu)，對(duì)整體故障進(jìn)行補(bǔ)償，從而使其處于最佳的處理狀態(tài)，進(jìn)而有利于故障解決中的息弧。目前來(lái)看，針對(duì)大多數(shù)的自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈都可以正常實(shí)現(xiàn)選線操作，由于消弧線圈自身帶有對(duì)應(yīng)的負(fù)荷調(diào)諧制約，同時(shí)對(duì)于系統(tǒng)的安全具有一定的影響，故障點(diǎn)的殘留電流的改變狀態(tài)的大小，都會(huì)影響到改變量的大小，一般控制在十安培到數(shù)十安倍培的數(shù)量級(jí)別中，而根據(jù)消弧線圈調(diào)諧方式存在差異性，因此完成殘流存在的時(shí)間不等，且存在差異性。因此，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中為了減少由于帶負(fù)荷的調(diào)諧給消弧線圈帶來(lái)的直接損失，可以結(jié)合消弧線圈的并聯(lián)或者其他的串聯(lián)電阻而形成有效的選線方案。

中電阻法。在消弧線圈的側(cè)翼位置安放一個(gè)電阻，如果在使用的過(guò)程中發(fā)生了瞬時(shí)性的接地電阻，則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電阻的故障，形成電阻不投入，若是發(fā)生了永久性的故障，則表示可以通過(guò)此種現(xiàn)象有效的進(jìn)行選線操作。整個(gè)過(guò)程當(dāng)中需要注意的是金屬接地故障發(fā)生后，要根據(jù)故障線路的零序變化來(lái)實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)存在過(guò)程中的過(guò)渡電阻，但是在整個(gè)過(guò)程中出線的零序電流變化范圍大。根據(jù)不同廠家及不同電壓等級(jí)的電阻值在選擇的過(guò)程中也是不同的，這主要是由于在產(chǎn)生電流指十安培和數(shù)十安培的過(guò)程中，選線結(jié)束以后應(yīng)及時(shí)的切除相關(guān)的并聯(lián)電阻，時(shí)間一般為百毫秒到數(shù)秒之間，從本質(zhì)上分析，其是由于電阻選線的方法與實(shí)際的殘流增量存在一定的穩(wěn)定性，因此造成系統(tǒng)中性點(diǎn)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(jiān)測(cè)模塊，同時(shí)這也是最為核心裝置之一，從而協(xié)助完成所需信號(hào)的采集及處理，確保報(bào)線結(jié)果的穩(wěn)定性。在選線方式應(yīng)用的過(guò)程中，一般具有如下性能：

其一，應(yīng)具備選線的可靠性。由于選線過(guò)程中外界環(huán)境的干擾，會(huì)造成不同的選線方式其可靠性與信息量的直接使用有關(guān)，同時(shí)對(duì)于可靠性的要求越高。特別是在高電阻的接地過(guò)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(xiàn)在整體裝置的硬件安全性上，另一方面主要體現(xiàn)在裝置工作的過(guò)程中，對(duì)于其他裝置設(shè)備造成的潛在危險(xiǎn)性。

其三，便利性。在電力變電所建設(shè)的過(guò)程中，尤其涉及到變電所的改造，應(yīng)充分的結(jié)合選線裝置的選擇位置，結(jié)合安裝施工的復(fù)雜程度，進(jìn)行便利性性能的考慮。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電力系統(tǒng)配網(wǎng)中諧振接地系統(tǒng)單相接地故障發(fā)生的原理是各不相同的，尤其是在裝置的設(shè)置及利用的過(guò)程中，都能夠有效的結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)要求進(jìn)行選線標(biāo)準(zhǔn)的制定，同時(shí)結(jié)合裝置的設(shè)計(jì)要求對(duì)選線方法進(jìn)行分析，從而能夠滿足不同環(huán)境下選線操作的正?；_展。本文首先分析了選線方法的分類及各方法的選線過(guò)程及特征，同時(shí)簡(jiǎn)要分析了選線的性能，期望能夠?yàn)橄嚓P(guān)技術(shù)人員提供一定參考。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)浙江象山縣供電有限公司）