小電流接地選線裝置運(yùn)行現(xiàn)狀探究

高丁義

摘? 要：小電流接地系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)單相接地故障，盡管故障出現(xiàn)之后電力系統(tǒng)仍然能夠維持運(yùn)行1～2h，但1～2h之后，若對(duì)系統(tǒng)中的故障沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)處理，則會(huì)引起兩相短路，甚至?xí)斐烧麄€(gè)電力系統(tǒng)故障。所以，該文就小電流接地系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)以及接地選線裝置運(yùn)行情況進(jìn)行分析，總結(jié)了小電流接地選線裝置運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中存在的問(wèn)題，并制定了解決措施。

關(guān)鍵詞：小電流接地選線裝置? 運(yùn)行現(xiàn)狀? 問(wèn)題解決

中圖分類(lèi)號(hào)：TM862 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）03（c）-0016-02

就目前而言，小電流接地選線問(wèn)題仍然是電網(wǎng)運(yùn)行的重點(diǎn)和難點(diǎn)，相關(guān)專(zhuān)家對(duì)于選線的研究也提供了多種方法，包括信號(hào)分析法、穩(wěn)定信號(hào)分析法和暫態(tài)信號(hào)分析法等。這些方法在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試時(shí)，準(zhǔn)確率通常能夠達(dá)到90%以上，但在實(shí)際操作當(dāng)中，由于線路所處的環(huán)境較為復(fù)雜，效果不是很好。因此，該文從實(shí)際狀況出發(fā)，對(duì)小電流接地選線裝置運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出選線過(guò)程中存在的問(wèn)題，以提升裝置的選線準(zhǔn)確性。

1? 小電流接地系統(tǒng)簡(jiǎn)介

小電流接地系統(tǒng)是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，這類(lèi)電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中最常見(jiàn)的問(wèn)題主要包括單相接地問(wèn)題。在短暫出現(xiàn)小電流接地系統(tǒng)故障時(shí)，電網(wǎng)可持續(xù)運(yùn)行1～2h，小電流接地系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生零序電流流過(guò)。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，由于零序電流較小，而且地面積廣，分散性較強(qiáng)，所以就會(huì)造成選線裝置選線不準(zhǔn)的問(wèn)題。盡管目前對(duì)于小電流接地系統(tǒng)單相故障檢測(cè)出臺(tái)了眾多的方案，有功率方向法、諧波分析法、信號(hào)注入法和小波分析法等多類(lèi)方法。但是經(jīng)過(guò)大量的工作人員實(shí)際考察，結(jié)果得出，單靠一種方法，對(duì)于小電流接地系統(tǒng)故障排查，容易出現(xiàn)誤選或者是漏選的情況。若單相接地故障長(zhǎng)時(shí)間得不到處理，將導(dǎo)致故障升級(jí)，影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。因此急需通過(guò)采取多種方法綜合分析，有效提高其選線的準(zhǔn)確性。

2? 小電流接地選線裝置運(yùn)行現(xiàn)狀及原因分析

2.1 小電流選線裝置運(yùn)行現(xiàn)狀

10kV配網(wǎng)系統(tǒng)有3類(lèi)中性點(diǎn)接地方式：分為不接地方式、經(jīng)消弧線圈接地方式和經(jīng)小電阻接地方式。由于涉及面較廣，所涉及到的選線方案有穩(wěn)態(tài)選線法、暫態(tài)接線法、主動(dòng)注入法和輪跳選線法。所以一旦線路出現(xiàn)故障，很難在眾多的接地方式和學(xué)習(xí)方法當(dāng)中迅速將故障找出。以1000起單相接地故障作為分析數(shù)據(jù)，發(fā)生在無(wú)選線裝置的變電線路上的故障有占比17%，28%的故障出現(xiàn)在選線裝置正確并上報(bào)主站，38%的線路故障未能夠正確找出，有16%的故障沒(méi)有做好記錄工作，這些數(shù)據(jù)顯示，在小電流接地選線裝置運(yùn)行的監(jiān)控中，存在重大的弊端。就目前而言，所存在的主流問(wèn)題包括小電流接地選線裝置的安裝或運(yùn)行，總體效果不佳，難以滿足當(dāng)前實(shí)際生產(chǎn)生活的需求。

2.2 原因分析

就從目前小電流接地選線裝置運(yùn)行的狀況來(lái)看，存在的主要問(wèn)題是效果不理想，主要存在以下幾類(lèi)問(wèn)題。

（1）電流信號(hào)太小。小電流系統(tǒng)在單相接地的過(guò)程中所產(chǎn)生的零序電流應(yīng)該為系統(tǒng)電容電流，它的大小實(shí)際上與系統(tǒng)規(guī)模的大小以及線路類(lèi)型相關(guān)，并且其數(shù)值很小，之后經(jīng)過(guò)中性點(diǎn)接入到消弧線圈給予補(bǔ)償之后，它所顯示出來(lái)的數(shù)值更小。

（2）干擾大、信噪比小。有關(guān)小電流系統(tǒng)當(dāng)中的干擾一般都包括了兩個(gè)方面：一個(gè)是處于變電站以及發(fā)電廠的小電流系統(tǒng)單相接地保護(hù)裝置的設(shè)地點(diǎn)，電磁的干擾力度比較大一;另外一個(gè)是因?yàn)殡娏髫?fù)荷的不平衡而導(dǎo)致的零序電流以及諧波電流比較大，尤其系統(tǒng)比較小的時(shí)候，并且對(duì)地電容電流比較小的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候接地回路其零序電流往往要比非接地回路電流小。

（3）隨機(jī)因素影響的不確定。一般而言在我國(guó)配電網(wǎng)通常都是小電流系統(tǒng)，它的電流運(yùn)行方式也改變得較為頻繁;另外，母線電壓水平的高低，以及負(fù)荷電流的大小都在不斷的發(fā)生改變，或者是故障點(diǎn)的接地電阻也不確定等。這些因素都導(dǎo)致了零序故障電容電流以及零序諧波電流的不穩(wěn)定。

（4）電容電流波形的不穩(wěn)定。小電流系統(tǒng)的單相接地故障一般都體現(xiàn)出來(lái)間歇性的不穩(wěn)定弧光接地，如此則導(dǎo)致電容電流的波形不穩(wěn)定，而且其對(duì)應(yīng)的諧波電流的大小都在隨時(shí)隨地發(fā)生變化。

（5）裝置電氣元件選型問(wèn)題。小電流接地選線裝置采集的參數(shù)主要是母線PT開(kāi)口電壓3U0和線路零序電流3I0，線路零序電流采集主要通過(guò)兩種途徑：電纜出線裝零序電流互感器和架空出線裝三相電流互感器，取N線與三相電流之和。而在實(shí)際運(yùn)行中采集的零序電流受到的干擾很大，如三相電流互感器特性不一致、裝置采樣CT誤差大、出線較少導(dǎo)致接地線路接地電流很小，再加上測(cè)量誤差、A/D轉(zhuǎn)換誤差，造成進(jìn)入裝置的零序電壓和接地電流已不能真實(shí)反映實(shí)際接地線路參數(shù)，使裝置不能正確選出接地線路。裝置的正常動(dòng)作可以在常規(guī)模擬試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行狀況則無(wú)法在常規(guī)試驗(yàn)?zāi)M出來(lái)。

（6）裝置運(yùn)行不穩(wěn)定問(wèn)題。小電流接地選線裝置一般安裝在主控室，室內(nèi)溫度難以把控。某些地區(qū)夏天時(shí)裝置運(yùn)行溫度可以達(dá)到40℃左右，而冬季的最低氣溫可以低至零下10℃左右。所以經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)選線裝置在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中停機(jī)，導(dǎo)致整個(gè)裝置強(qiáng)行退出運(yùn)行，甚至?xí)霈F(xiàn)燒毀電源。

3? 提升小電流接地選線正確率的對(duì)策

3.1 優(yōu)化選線算法

盡管目前小電流接地的情況較為復(fù)雜，單一的學(xué)習(xí)方法無(wú)法滿足當(dāng)前的需求。但是，在選線進(jìn)一步優(yōu)化時(shí)，可以從以下幾個(gè)方面考慮，力求能夠解決目前所存在的接地故障難以尋找的問(wèn)題。首先，在算法的過(guò)程當(dāng)中，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)的安裝環(huán)境，確認(rèn)電流互感器的極性反接情況。其次，在算法選擇的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該將經(jīng)典選線方法與目前的高效算法相互結(jié)合，盡可能利用電子計(jì)算機(jī)仿真軟件對(duì)選線方案做多樣的模擬試驗(yàn)，以提高選線的可靠性和抗干擾能力，在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中才能夠減少故障的出現(xiàn)。最后，可根據(jù)小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的問(wèn)題，開(kāi)展相關(guān)的理論研究，比如說(shuō)，模糊理論神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等一些智能化算法，提高裝置選線準(zhǔn)確度。

3.2 規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)的工程安裝

上述存在的問(wèn)題在于在線安裝現(xiàn)場(chǎng)，存在安裝質(zhì)量差，安裝錯(cuò)誤，以及電器元件的質(zhì)量問(wèn)題，這些嚴(yán)重影響了裝置的性能，所以，根據(jù)目前的情況，應(yīng)該著重把好質(zhì)量關(guān)，針對(duì)電壓互感器的極性反接問(wèn)題，應(yīng)該多次檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的安裝質(zhì)量，看是否存在反接問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多次檢驗(yàn)之后方可確認(rèn)。針對(duì)零序電流互感器安裝以及電纜屏蔽層接地正確性，應(yīng)該采取實(shí)地仿真的模擬方式，選擇最優(yōu)的線路接地方案。

4? 結(jié)語(yǔ)

目前多數(shù)地區(qū)采取的小電流接地選線裝置方案存在問(wèn)題，難以滿足當(dāng)前生產(chǎn)生活的要求，因此必須要嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，建立較為完善的裝置入網(wǎng)許可制度，并提升相關(guān)部門(mén)的檢測(cè)水平和巡視力度，將小電流接地選線裝置的故障快速解決，避免因小電流接地選線裝置故障導(dǎo)致選線不準(zhǔn)問(wèn)題的發(fā)生。

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