处理小电流接地故障的新思路

电力18讯：    摘要：基于目前日趋完善的小电流接地选线技术和智能化的综合自动化系统及馈线自动化技术，提出全新的处理接地故障的新思路。阐述了利用馈线自动化技术隔离故障的过程，并表述了该新方法的实用意义。

关键词：小接地故障；重合闸；馈线自动化

中图分类号：TM76　文献标志码：B　文章编号：1003-0867(2007)03-0015-02

中低压配电系统的中性点，一般采用不接地或经消弧线圈接地方式，称为小电流接地系统。该系统中发生单相接地故障时，尽管故障分量不大，但由于其他两相对地电压升为线电压，在没有消弧线圈的情况下，如果发生间歇性弧光接地，由于中性点没有电荷释放通路，会引起过电压，系统绝缘受到威胁，容易发展为相间短路。因此，及时对接地线路采取隔离措施很重要，现在的变电站对这种接地故障，都采取了不同手段的选线措施。为此在已有选线措施的基础上，进一步结合其他技术对接地故障处理措施进一步优化，使故障造成的停电影响降到最低。

1 重合闸技术的应用

重合闸技术已经广泛应用在所有电压等级的架空线路保护中，运行实践表明，重合闸技术对提高电力系统的安全稳定运行，以及供电可靠性都起到不可忽视的作用。那么是否可以将重合闸技术引入到小接地故障处理中呢？

首先需要分析接地故障的时间分布情况，根据资料统计，架空线路绝大多数故障是瞬时故障，连续记录到的接地故障录波报告中，340次接地故障的录波记录中有2次是直接的永久性接地故障，另有2次是电弧接地发展为相间接地，其余的336次均没有发展为永久性故障，占全部故障的98。82%。在336次瞬时故障中，有101次超过2 s，有24次超过10 s，最长的一次持续时间达到5 min。如表1所示。

表1　接地故障持续时间统计



不妨将上面的统计情况分成两个处理区段，A区段的故障持续时间很短，电弧可以很快自动熄灭，甚至小接地选线装置还没有发出试跳命令，故障已经消失。

B类型接地故障有一定持续时间，这种故障大多数情况下可以自行熄灭，但在某种情况下，电弧还有一定的顽固性，有的持续10 s以上。其中B2类根本就是永久性故障，无法自行消除。

由上面的统计可得到如下结论：A类故障不需要重合闸，因为还没有等到选线措施起作用，它已经自行消失，甚至连选线措施都不需要。

而B1类型故障因为有一定持续时间，所以在故障还未消除时，采取措施切除故障使接地点的电弧熄灭，然后再合上开关即可继续正常运行。假设选线装置可以在1 s内选出故障线路，且选跳成功，然后经过1 s再重合开关成功，那么就相当于使得3～300 s的接地故障在2 s内得到解决，而由此缩短了接地电弧的持续时间，也就减少了弧光谐振和由接地电弧发展为相间故障的概率，对配电网的可靠运行有一定的现实意义。

B2类型故障属于永久性故障，重合闸后故障依然存在。可以在接地选线装置中，设置2次跳闸来隔离故障。

综上所述，在选线装置中增加一个重合闸环节，就可以使得所有选线装置动作的情况下，40％以上的故障强度减弱。对于B0类型故障，客观地说因为选线试跳和重合闸的短暂停电，对故障消除的意义不大，实践中可以调整选线试跳时间和重合闸时间加以优化。对于B2类型故障，经过重合闸依然存在，那么可以提醒运行人员，线路中确定存在永久性接地故障。

重合闸技术对接地故障的意义在于，与选线技术配合，及时熄灭接地电弧，在瞬时性故障情况，重合闸成功后馈线继续供电，可提高供电可靠性。那么对于永久性接地故障情况下，又如何缩小故障带来的负面影响，提高供电可靠性呢？

2 馈线自动化技术的应用

馈线自动化技术是配电自动化领域的一部分，在设有馈线自动化系统的配电网中，每条馈电线路都被分成若干个线路段，段与段之间用馈线分段开关相连，而馈电线路对侧又往往与另一变电站相连，对于两侧都有电源的馈电线路，一般都在线路中某个分段开关处，断开形成单侧供电的情形，如图1所示。

基于配电网络的这一特点，就可以通过某种手段将故障区段找到，从而减小由于故障造成的停电损失。以电压重合型馈线系统为例，具体实现途径如下。



在每个分段开关对应的重合装置上，配置如下的功能；当分段开关两侧均无压时，可以延时跳闸，分段开关一侧有压，另一侧无压时经延时合闸（即恢复性合闸），合闸瞬时监测到故障分量，立即跳闸并闭锁再次合闸。当线路中C段发生永久性接地故障时，线路的断路器经选线跳闸和重合闸后，零序电压依然存在，于是断路器再次被跳开，此时线路中A、B、C、D线段失压，于是：

t1延时后，a、b、c三个分段开关因各自重合装置两侧失压而跳开。

t2延时后，由配电自动化系统发令合上线路出口断路器，线路没有出现零序电压。

t3延时后，a处重合装置合上相应分段开关线路，没有出现零序电压。

t4延时后，b处重合装置合上相应分段开关线路，<