一、小電流接地系統(tǒng)簡述

    小電流接地系統(tǒng)：中性點(diǎn)不接地或經(jīng)過消弧線圈和高阻抗接地的三相系統(tǒng)，又稱中性點(diǎn)間接接地系統(tǒng)。當(dāng)某一相發(fā)生接地故障時(shí)，由于不能構(gòu)成短路回路，接地故障電流往往比負(fù)荷電流小得多，所以這種系統(tǒng)被稱為'小電流接地系統(tǒng)'。

地方式或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，這兩種接地方式當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地后，流經(jīng)接地點(diǎn)的電流等于線路分布電容電流，數(shù)值較小。因此，稱這兩種接地方式為小電流接地方式。小電流接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)生單相接地后，系統(tǒng)能正常供電。

小電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地以后。由于故障特征不明顯，使得能迅、準(zhǔn)確地指示接地回路有了一定的難度。

二、小電流接地系統(tǒng)原理分析

小電流接地選線裝置，簡稱小電流接地選線或小電流。是一種電力行業(yè)使用的保護(hù)設(shè)備。該設(shè)備適用于3KV－66KV中性點(diǎn)不接地或中性點(diǎn)經(jīng)電阻、消弧線圈接地系統(tǒng)的單相接地選線，用于電力系統(tǒng)的變電站、發(fā)電廠、水電站及化工、采油、冶金、煤炭、鐵路等大型廠礦企業(yè)的供電系統(tǒng)，能夠指示出發(fā)生單相接地故障的線路。

2.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

基本原理。在小電流接地系統(tǒng)中，若其中一條出線發(fā)生單相接地故障，全系統(tǒng)都會出現(xiàn)零序電壓，在這個(gè)電壓的作用下，系統(tǒng)中會出現(xiàn)零序電流。對于非故障線路而言，零序電流就是該線路的電容電流，方向從母線流向線路；對于故障線路而言，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中故障線路中的零序電流為非故障線路零序電流之和，方向從線路流向母線。

從以上分析我們不難得出兩點(diǎn)結(jié)論：（1）接地線路的零序電流應(yīng)該是所有線路中值最大的；（2）接地線路的零序電流方向明顯不同于其它未接地線路，相位相差180°。這兩個(gè)結(jié)論可以作為接地選線裝置的原理依據(jù)，我們稱之為“相對原理、雙重判據(jù)”。

a.在中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，不存在負(fù)序電壓分量，只有正序電壓和零序電壓分量。單相接地短路時(shí)出現(xiàn)的故障電流為電容電流。因各序電流在線路上形成的壓降很小，可以忽略不計(jì)，所以正序網(wǎng)絡(luò)中阻抗為零，負(fù)序網(wǎng)絡(luò)。

b.在中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓為電網(wǎng)的線電壓，電網(wǎng)出現(xiàn)零序電壓，它的大小等于電網(wǎng)正常工作時(shí)的相電壓，但電網(wǎng)的線電壓仍是三相對稱的。

c.非故障線路3IO的大小等于本線路的接地電容電流。故障線路3IO的大小等于所有非故障線路3IO之和，也就是所有非故障線路的接地電容電流之和。

d.非故障線路的零序電流超前零序電壓為90°；故障線路的零序電流滯后零序電壓90°；故障線路的零序電流與非故障線路的零序電流相位相差180°。

e.接地故障處的零序電流大小等于所有線路（包括故障線路和非故障線路）的接地電容電流的總和，它超前零序電壓為90°。

2.2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

選線存在的難題。為降低單相接地電容電流過大造成的各種危害，在配電網(wǎng)的中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈。由消弧線圈的電感電流補(bǔ)償單相接地電容電流。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障線路流過的零序電流是全系統(tǒng)的電容電流減去自身的電容電流，而非故障線路流過的零序電流僅僅是該線路的電容電流。故障線路的零序電流是從線路流向母線，而非故障線路的零序電流是從母線流向線路，兩者方向相反，或者說兩者反相。小電流系統(tǒng)單相接地時(shí)產(chǎn)生的零序電流是系統(tǒng)電容電流，數(shù)值甚小，經(jīng)中性點(diǎn)接入消弧線圈補(bǔ)償后，其數(shù)值更小。這就使選線的難度加大。

解決方法。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于故障點(diǎn)、線路設(shè)備的非線性影響，在故障電流中存在著諧波信號，其中以5次諧波為主。經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)是按照基波計(jì)算的，消弧線圈相當(dāng)于處于開路狀態(tài)?？珊雎韵【€圈對5次諧波產(chǎn)生的補(bǔ)償效果。利用5次諧波電容電流作為選線依據(jù)，就可以解決經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的選線問題。

三、小電流接地系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

3.1小電流接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1）主要避免接地故障跳閘，提高供電可靠性。大部分情況下，接地電弧能夠熄滅，電網(wǎng)自動恢復(fù)正常運(yùn)行。

2）接地電流小，可防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

3）采用小電流接地運(yùn)行方式跳閘率減少近50%

3.2小電流接地系統(tǒng)的缺點(diǎn)

1）非故障相電壓升高，危害電網(wǎng)絕緣。正常情況下，非故障相電壓升高1.732倍（也就是√3倍）。接地點(diǎn)間歇拉電弧，線路電容反復(fù)充放電，電壓升高可達(dá)3.5倍。

2）接地電弧長期存在，可能燒壞接地點(diǎn)絕緣，造成相間短路故障。

3）繼電保護(hù)配置困難：a.故障電流微弱，接地電弧不穩(wěn)定，接地故障選線的問題一直沒有得到很好地解決。b.許多供電部門仍然采用拉路法選擇接地線路。c.供電瞬時(shí)中斷，影響用戶用電設(shè)備正常工作，甚至可能造成停電事故。

四、結(jié)論

中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)檢出接地故障的一種方法——相對原理、雙重判據(jù)法。理論分析和實(shí)踐檢驗(yàn)結(jié)果表明了該方法的正確性和有效性。它可以滿足接地故障選線的可靠性、準(zhǔn)確性和靈敏度的要求。

小電流接地選線裝置的應(yīng)用，很好地解決了供電系統(tǒng)外輸電線路單相接地選線問題，避免了以往拉在進(jìn)行單相接地選線時(shí)，大量的倒閘操作及對電廠安全運(yùn)行造成的安全隱患；大大提高了電廠供電的安全可靠性；另外也提高了查找接地點(diǎn)的效率。