摘要：簡(jiǎn)要分析系統(tǒng)單相接地故障特征，介紹國(guó)內(nèi)外小電流接地系統(tǒng)單相接地保護(hù)的各種處理方式以及系統(tǒng)單相接地故障選線技術(shù)的現(xiàn)狀。
　　關(guān)鍵詞：小電流接地系統(tǒng)，單相接地，故障選線
　　1．引言
　　電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合性的技術(shù)問(wèn)題，它與系統(tǒng)的供電可靠性、人身安全、設(shè)備安全、過(guò)電壓保護(hù)、繼電保護(hù)、以及接地裝置等問(wèn)題有密切的關(guān)系。電力系統(tǒng)通常用的中性點(diǎn)接地方式有以下幾種：直接接地、經(jīng)電抗接地、經(jīng)低阻接地、經(jīng)高阻接地、經(jīng)消弧線圈接地、不接地。其中前三種稱為大電流接地系統(tǒng)，后三種稱為小電流接地系統(tǒng)。由于歷史原因和具體條件迥異，各個(gè)國(guó)家配電網(wǎng)中性點(diǎn)處理方式不盡相同，甚至同一國(guó)家、同一地區(qū)的同一電壓等級(jí)的電網(wǎng)也有不同的接地方式并存現(xiàn)象。美國(guó)、英國(guó)、加拿大采用中性點(diǎn)直接接地和小電阻接地方式；前蘇聯(lián)、日本多采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式；德國(guó)從3~220kV系統(tǒng)都采用消弧線圈接地方式。我國(guó)的6~35kV中低壓配電網(wǎng)主要采用中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈接地方式，少數(shù)采用經(jīng)高電阻接地方式，均屬于小電流接地系統(tǒng)。
　　在小電流接地系統(tǒng)中，單相接地是一種常見(jiàn)的臨時(shí)性故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。發(fā)生單相接地后，故障相對(duì)地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，但線電壓卻依然對(duì)稱，因而不影響對(duì)用戶的連續(xù)供電，系統(tǒng)可運(yùn)行1～2h，這也是小電流接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)。但是若發(fā)生單相接地故障時(shí)電網(wǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行，可能引起絕緣的薄弱環(huán)節(jié)被擊穿，發(fā)展成為相間短路，使事故擴(kuò)大，影響用戶的正常用電。還可能使電壓互感器鐵心嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致電壓互感器嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷而燒毀。同時(shí)弧光接地還會(huì)引起全系統(tǒng)過(guò)電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行。因此，值班人員一定要熟悉接地故障的處理方法，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，必須及時(shí)找到故障線路予以切除。
　　2．單相接地故障現(xiàn)象分析與判斷：
　　(1) 完全接地：如果發(fā)生A相完全接地，則故障相的電壓降到零，非故障相的電壓升高到線電壓（見(jiàn)圖1），此時(shí)電壓互感器開(kāi)口三角處出現(xiàn)100V電壓，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。
　　(2) 不完全接地。當(dāng)發(fā)生一相(如A相)不完全接地時(shí)(見(jiàn)圖2)，即通過(guò)高電阻或電弧接地，中性點(diǎn)電位偏移，這時(shí)故障相的電壓降低，但不為零。非故障相的電壓升高，它們大于相電壓，但達(dá)不到線電壓。電壓互感器開(kāi)口三角處的電壓達(dá)到整定值，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。
　　(3) 電弧接地。如果發(fā)生A相完全接地，則故障相的電壓降低，但不為零，非故障相的電壓升高到線電壓。此時(shí)電壓互感器開(kāi)口三角處出現(xiàn)100V電壓，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。
　　(4) 母線電壓互感器一相二次熔斷件熔斷。此現(xiàn)象為中央信號(hào)警鈴響，打出“電壓互感器斷線”光字牌，一相電壓為零，另外兩相電壓正常。處理對(duì)策是退出低壓等與該互感器有關(guān)的保護(hù)，更換二次熔斷件。
　　(5) 電壓互感器高壓側(cè)出現(xiàn)一相(A相)斷線或一次熔斷件熔斷。此時(shí)故障相電壓降低，但指示不為零，非故障相的電壓并不高。這是由于此相電壓表在二次回路中經(jīng)互感器線圈和其他兩相電壓表形成串聯(lián)回路，出現(xiàn)比較小的電壓指示，但不是該相實(shí)際電壓，非故障相仍為相電壓。互感器開(kāi)口三角處會(huì)出現(xiàn)35V左右電壓值，并啟動(dòng)繼電器，發(fā)出接地信號(hào)。對(duì)策是處理電壓互感器高壓側(cè)斷線故障或更換一次熔斷件。
　　(6) 串聯(lián)諧振。由于系統(tǒng)中存在容性和感性參數(shù)的元件，特別是帶有鐵心的鐵磁電感元件，在參數(shù)組合不匹配時(shí)會(huì)引起鐵磁諧振，并且繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)�？赏ㄟ^(guò)改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如斷開(kāi)、合上母聯(lián)斷路器或臨時(shí)增加或減少線路予以消除。
　　(7) 空載母線虛假接地。在母線空載運(yùn)行時(shí)，也可能會(huì)出現(xiàn)三相電壓不平衡，并且發(fā)出接地信號(hào)。但當(dāng)送上一條線路后接地現(xiàn)象會(huì)自行消失。
　　(8) 絕緣監(jiān)測(cè)儀表的中性點(diǎn)斷線時(shí)電網(wǎng)發(fā)生單相接地。三相電壓正常，接地信號(hào)已發(fā)出。這是由于系統(tǒng)確已接地，但因電壓表的中性點(diǎn)斷線，故絕緣監(jiān)測(cè)儀表無(wú)法正確的表示三相電壓情況。此時(shí)電壓互感器開(kāi)口三角處的電壓達(dá)到整定值，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。
　　(9) 絕緣監(jiān)測(cè)繼電器接點(diǎn)粘接，電網(wǎng)實(shí)際無(wú)接地。接地信號(hào)持續(xù)發(fā)出，三相電壓正常，而查找系統(tǒng)無(wú)接地，因?yàn)榻^緣監(jiān)測(cè)繼電器接點(diǎn)粘接，未真實(shí)反映電網(wǎng)有無(wú)單相接地。處理對(duì)策是檢查絕緣監(jiān)測(cè)繼電器有無(wú)接點(diǎn)粘接，若出現(xiàn)接點(diǎn)粘接更換絕緣監(jiān)測(cè)繼電器。
　　3．單相接地故障選線技術(shù)現(xiàn)狀：
　　二十世紀(jì)八十年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟，多種微機(jī)在線自動(dòng)選線裝置被研制開(kāi)發(fā)出來(lái)，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)選線裝置的廠家達(dá)到三十余家。雖然各個(gè)廠家都宣稱自己的產(chǎn)品選線準(zhǔn)確，但從用戶方面反饋的信息卻是選線效果普遍不好。雖然多數(shù)變電站安裝了選線裝置，但因選線效果不理想而退出運(yùn)行的較多，說(shuō)明目前選線技術(shù)并不成熟。
　　配電系統(tǒng)單相接地故障檢測(cè)的主要任務(wù)是選擇故障線路，現(xiàn)有故障選線原理按照利用信息不同可分為兩類：利用故障參數(shù)法和利用外加診斷信號(hào)法。利用故障參數(shù)法又有利用故障穩(wěn)態(tài)信息和暫態(tài)信息之分。
　　目前國(guó)內(nèi)的選線裝置多采用零序電流及高次諧波原理實(shí)現(xiàn)故障選線，首半波法、有功分量法等其他方法也均有采用。
　　4．單相接地故障定位技術(shù)現(xiàn)狀：
　　目前配電系統(tǒng)單相接地故障定位方法主要是人工巡線。某些自動(dòng)化程度較高的配電網(wǎng)安裝有饋線自動(dòng)化設(shè)備，即線路上安裝有自動(dòng)開(kāi)關(guān)和信號(hào)檢測(cè)裝置，發(fā)生故障后通過(guò)開(kāi)關(guān)的組合確定故障區(qū)段，這也是西方國(guó)家故障定位的基本方法。但是由于自動(dòng)化裝置投資達(dá)、維護(hù)工作復(fù)雜在我國(guó)還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。
　　5．難點(diǎn)與尚需解決問(wèn)題：
　　小電流接地故障檢測(cè)主要存在以下困難和問(wèn)題：
　�、牛� 信號(hào)（特別是故障穩(wěn)態(tài)點(diǎn)六）微弱；
　�、疲� 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際故障狀況復(fù)雜，可能是理想的金屬接地或穩(wěn)定電阻接地，也可能是沒(méi)有規(guī)則的非線性電阻接地故障或電弧故障；
　　⑶． 現(xiàn)場(chǎng)各種干擾使檢測(cè)出的故障成分信噪比非常低，可用信號(hào)不能被有效提取出來(lái)；
　　⑷． 很多裝置在故障發(fā)生后只利用幾個(gè)周波數(shù)據(jù)進(jìn)行一次選線，增大了誤選的可能性；
　�、桑� 盡管有上述的多種選線方法，但任何一種選線方法都很難對(duì)所有故障狀況均作出正確選線，僅利用一種方法進(jìn)行選線是不充分的。
　　6．結(jié)論：
　　配電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障信號(hào)中含有重要的暫態(tài)成分，根據(jù)此暫態(tài)信號(hào)的特征可以實(shí)現(xiàn)故障線路的選擇。具有很強(qiáng)的處理微弱信號(hào)能力的小波方法有利于改善高阻接地時(shí)裝置的動(dòng)作性能，在繼電保護(hù)特別是故障分析中有著廣闊的應(yīng)用前景。目前，在大規(guī)模應(yīng)用配電自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行單相接地故障的處理時(shí)機(jī)還未成熟，采用獨(dú)立的帶有遠(yuǎn)動(dòng)或通信功能的小電流接地選線設(shè)備不失為一種較使用的選擇。
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