中性点不接地系统小电流接地故障分析

作者/张金花、李文华、王立功，国网山东省电力公司宁津县供电公司

中性点不接地系统小电流接地故障分析

作者/张金花、李文华、王立功，国网山东省电力公司宁津县供电公司

近年来，我国电网建设进程不断加快，因此在处理小电流接地故障问题方面也有了更高的要求。通常使用暂态等值电路予以解决，但缺乏相关的参数计算。本文就智能消孤线圈在解决中性点不接地系统小电流接地故障中的应用展开探讨。

中性点不接地系统；小电流接地；故障

引言

小电流接地方式以配电网中性点为主，其中的关键技术包括接地补偿、过电压防护以及故障保护等。现阶段主要应用暂态分量与系统附加电流作为小电流接地保护的主要手段。应用上述两种手段能够有效保障配电网的正常运行。然而解决小电流接地故障问题则需要从消弧线圈入手，以保障配电网的安全运行。

1.XKH-Ⅱ型智能消弧线圈成套装置简述

（1）装置的应用范围。随着电网建设的快速发展，人们对电力系统运作的可靠性也提出了更高的标准。而中性点接地方式是影响系统正常运转以及供电可靠性的重要因素，就目前的城乡电网建设情况而言，经常会出现以下情况，即电容电流迅速增加，从而使事故跳闸的发生率上升。鉴于此，电网建设过程中，应将谐振接地作为主要方式，在中性点内设置消弧线圈，当出现单行接地状况时，消弧线圈则通过自身的感性电流对故障位置的电容电流实施补偿[1]。于故障点残留减小，从而自然熄弧，避免事故的进一步发展。有研究表明，消弧线圈在10至35kV电压等级配电网中的专职实用性强，既能用于电力系统，又能用于冶金、石化、煤炭等领域，从而保证可靠性供电。

（2）装置的特征及组成。消弧线圈装置的特征有以下几点。含有PC104，工作频率为233赫兹，在未出现故障的情形下，所能运行的时间为2×105h，且装置具备较高的可靠性。模块化设计方式，有关功能采用独立插件式的模块进行设置，以满足各类型用户的需求。在LCD显示屏的使用之下，能够显示多类信息数据，配合汉字打印机，能实现对信息数据的打印；接地选线功能，例如在并联中的综合选线法以及电阻选线法等使用下，能保障接地选线的准确性，装置拥有故障录波功能，能够对故障出现到消除的全程进行记录，记录的内容包括零序电压、电流波形。此外，装置中存在高速A/D转换器，能实现电压、电流采样的要求。从装置的构成分析，主要包括电压互感器、干式消弧线圈、控制屏、隔离开关、有载开关、故障录波、小电流接地选线等。

2.智能消弧线圈在小电流接地故障中应用

（1）自动调谐和选线控制器。此构件的功能特征主要为记录容量大、保护功能较完善、抗干扰能力较强、且存在运动功能、选线功能、报警功能等。从控制器的运行原理方面而言，可对于脱谐度、残流等进行判断，从而明确消孤线圈补偿调流是否须被调节，在运行前应完善接地残流、设定脱谐度范围等工作，如果和此范围相脱离，控制器则会发出指令，并在此前提下，调整消弧线圈的档位，保障残流与脱谐度处于标准范围之中。此外，在并联中电阻选线情形下，因故障线路零序电流被增多，能够保障选线的正确性，从而将并联电阻投入运作时，则避免系统受到冲击，中性点电压也随之被下降，进而保障系统的安全运行[2]。此外在应用控制器的情况下，接地信息导出功能、故障录波功能也更为显著。以故障录波功能为例，装置中存在PC104，同时设置了A/D转换器，故障过程中的全部信息数据均被记录了下来。针对接地信息导出功能，众多信息均能够存储至控制器中，并且可通过电脑直接查阅文件信息。系统名称示意图如图所示。

图1 系统名称示意图

（2）有载调匝式消弧线圈。该线圈属于电感线圈，其中包含铁芯，其中设置了多档位分接头，能够达到调整消弧线圈电感量的目的。因消弧线圈和发电机中性点相连，故在系统单相接地的情形下，线圈将提供感性电流，从而控制残流，从而实现消除接地过电压的目标。此次研究的消弧线圈接装置，将调匝式消弧线圈应用于其中，增添了更多优势，例如无谐波、补偿效果好且速度快等。

（3）接地变压器。在选择接地变压器时，应结合实际情况加以分析，例如Y型接法下的变压器绕阻，不需要设置接地变压器，然而在△型接法中，则需要在接地变压器设置下，引入中性点，将无励磁调压设置于变压器一次侧。在消弧线圈装置使用下，当中的接地变压器自身具备功损耗较小，励磁阻抗较大的特点，能够结合实际情况开展初级绕阻。

（4）其它装置。除了在以上构件的应用下，装置内其他构建也具备自身功能，均能提供小电流接地故障的解决措施。例如并联中电阻箱、阻尼电阻等，对阻尼电阻进行分析，将其设置在系统内的目的是，当出现串联谐振时，能够控制中性点位移电压，防止有过电压出现[3]。当发生单相接地状况时，较大的电流则从中性点通过，要求阻尼电阻短接。但对于并联中电阻箱，则适用于并联中电阻选线，当出现单相接地故障时，则将有功电流注入系统内，延时一定时间后，切除电阻。

3.智能消弧线圈成套装置的应用

（1）系统操作。为确保智能消弧线圈在解决小电流接地故障解决中发挥最佳优势，需要明确操作说明书，主要表现为以下几点。其一是布置面板。面板包括LCD显示屏、打印机、操作按键等组成，同时设置了电源开关和指示灯。其二是操作说明。例如在菜单结构方面，将具体的子菜单设置到菜单结构中，包括运行状态、参数设置、状态信息、接地信息等。

（2）报警和录波。报警提示，在单相接地故障下，接地信息（发生时间、接地线路、接地次数、持续时间等）均会显示在显示屏中，指导接地故障排除，系统回归正常运行。在录波方面，高速PC104与A/D转换器设置于其中，在接地故障录波功能方面拥有显著优点，能记录电流的改变、电压改变的波形。

4.结语

应用XKH-Ⅱ型智能消弧线圈成套装置解决中性点不接地系统小电流接地故障问题时，需分析其工作原理、构成以及应用优势，保障各个构件（自动调节器、接地变压器、选线控制器等）的优势有效发挥出来。在装置运行阶段也应完善各项维护工作，从而在装置安全运行的状态下，有效地控制接地故障问题。

＊ [1]刘海峰，姜家星，陈野等.中性点不接地系统小电流接地故障解决方案[J].农村电气化，2016（10）：25-26.

＊ [2]蒋会哲，张春燕.中性点不接地小电流接地系统故障问题研究[J].经贸实践，2015（03）：347.

＊ [3]刘连凯.中性点不接地系统故障分析[J].电工技术，2013（07）：66-67.