小電流接地保護原理在變電站中的應用
理論廣角
作者：但碧野
[摘 要]小電流接地保護主要通過小電流接地選線裝置來實現。與傳統裝置相比，當發生單相接地故障時，新型小電流接地選線裝置自動選擇接地故障線路的準確率更高。論述了小電流接地係統的特點、小電流接地係統接地故障分析、現有的故障選線原理、數字化變電站中小電流接地選線。
[關鍵詞]小電流接地係統；單相接地故障
中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）34-0298-01
當前我國3-66kV電網廣泛采用小電流接地方式，隨著供電係統規模不斷增大，加之個別地區分之多，線路走向複雜，運行中發生的單相接地故障所占總故障率較高。隨著數字化變電站的普及，新型小電流接地選線裝置的應用已是大勢所趨，這將有助於及時的排除發生的故障，保障電網的安全、可靠的運行[1]。
1、新型小電流接地選線裝置的特點
1.1 運行可靠性
新型小電流接地選線裝置硬件電路設計上較以前的優化許多，綜合利用了暫態過程的小波分析法，利用穩態過程的諧波分析法與能量法，從而提高了運行可靠度。尤其是在消弧線圈接地係統中，在中性點發生大電阻接地時，運行可信度較高，能夠給維修人員提供參考。
1.2 智能化程度
在數字變電站中，新型的接地選線裝置智能化正在凸顯出來。當發生故障時，新型接地選線裝置會自動啟動檢測功能，並完成自我調試任務。工作人員可以對其進行在線編程，修改優化線路編號，利用軟編程的方式設置各種參數。新型裝置的操作係統也提高了智能化程度，改用液晶屏進行操控，簡單方便，無論是嚴寒天氣還是酷暑都不會影響其操作的靈敏度。
1.3 安裝維護工作
隨著新型裝置的使用，安裝維護工作任務變得較以輕輕鬆，零序回路對應、回路引入正常、零序平衡、極性對等，保障了選線裝置的正確選線。在維護中，由於選線正確率的提高，隻需要日常維護工作即可，減少了因為人為排障所消耗的人力物力，節約了成本。
2. 小電流接地係統故障分析
2.1 不接地係統故障分析
簡單是中性點不接地方式的主要特點。一般來講電容電流小於10A的架空線路常用中性點不接地的方式。當發生單相接地故障時，該係統的運行可靠性與配電網的網絡結構複雜程度有關。對於相對簡單的配電網，其可靠性更高一些，發生故障時，不至於立馬斷電，還可運行一段時間，保障大概2個小時的供電。當發生單相接地時，不接地係統中的對地電容對非故障線路的零序電流、零序電壓有影響，相位上超前零序電壓90；故障線路的零序電流等於非故障線路的零序電流之和，相位上滯後零序電壓90[2]。
2.2 消弧線圈接地係統故障分析
當前，隨著我國電網需求和建設速度加快，以電纜為主的配電網所占比例較大。大多數以電纜為主的配電網並非采用的是傳統的不接地係統，而是主要采用消弧線圈接地方式。這主要是考慮到傳統接線方式不足以釋放出電纜配電網高電容電流所產生的能量，其中性點一般是導電的而非絕緣的。如果采用絕緣的，係統設備會因為產生的嚴重間歇性弧光過電壓而遭受嚴重的損壞。
在消弧線圈接地係統中，中性點消弧線圈接地的接地方式可以有效地減小接地電流，這主要是因為消弧線圈接地的接地方式使流入接地點的電感性電流與電容性電流發生了相互抵消的作用。當係統發生單相接地時， 消弧線圈接地係統的對地電容對非故障線路的零序電流、零序電壓有影響；非故障線路零序電流與消弧線圈的零序電流相加等於故障線路的零序電流，消弧線圈的補償度會影響到故障線路的零序電流方向和非故障線路。具體的說就是當消弧線圈為欠補償時，零序電流方向與非故障線路是相反；當為過補償時，方向又是相同的；當為全補償時，故障線路零序電流為0。
3.故障選線原理