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摘要：在电力事业快速发展下，为了满足社会不断增长的用电需求，越来越多先进技术和设备应用其中，促使电网技术水平得到了显著提升。配网作为电力系统中不可或缺的组成部分，直接关乎供电质量和供电安全。在长期使用中，其中仍然存在一系列安全问题，还有待进一步完善。基于此，本文就配网小电阻接地改造二次中存在的问题进行分析，结合实际情况，有针对性归纳总结，提出合理的改善措施。
关键词：配网；小电阻接地；屏蔽线；差动保护
在配电网中，电缆的广泛使用促使电网对地电容电流显著增加，很容易受到客观因素影响出现电压升高的问题，致使设备承载过大电流和电压，长期高负荷运转下导致设备损坏。针对此类问题，国家对于电力公司电网技术改造提出了明确的要求，应该选择中性点经小电阻接地方式，但是变电站低压侧并无直接接地点，所以更多的是选择的“Z”型变压器接地，引出接地点后通过小电阻接地。由于小电阻接地改造工程特性需要重新优化配置二次设备，进一步增加零序电流保护，可以有效提升接地安全防护可靠性。由此看来，加强对配网小电阻接地改造二次常见问题研究很有必要，对于后续工作开展意义十分深远。
一、接地故障对主变差动保护的影响
（一）Z型变结构
中性点小电阻接地装置在实际应用中，内部主要是由小电阻和Z型变组成。以某变电站为例，以Z型变做站用变，二次绕阻采用Y型连接，为变电站提供交流电源支持[1]。Z型变中每个磁柱上的绕阻被平均分成两个部分，三相对称电流在流经绕阻的同时，Z型变中磁柱不同相两绕阻磁势相量和即是该磁柱的磁势，磁势对称形成回路，磁通量较大，阻抗较大，绕阻中流经的激磁电流较小。Z型变中如果连入三相零序电流，每个磁柱的两相绕阻的极性相反，相互抵消彼此的磁通，所以磁柱内磁通量较小，导致Z型变零序阻抗值随之减小。由此可以看出，Z型变对正序和负系电流表现出高阻抗特性，零序电流则表现为低阻抗特性。
（二）单相接地对差动保护的影响
变电站主要是选择Y/△-11接地形式，将单相接地零序阻抗设为Z0，正序阻抗设为Z1，负序阻抗设为Z2，接地电阻值为R，通过公式计算序电流为：
在上述公式中Y侧电流固定不变，重新计算可以得到差动电流值0。如果相间短路，那么就不会出现零序电流，自然也就不会导致保护装置误动问题的出现[2]。通过上述公式中△侧消去零序电流的方式可以实现，有效改善以往励磁电流小和成本高的缺陷。
二、双缆零序CT并联
（一）二次回路精度
在该变电站开关柜中，可以采用两回出现零序CT并联的连接方式，同时接入到同一个保护装置。无论哪一回出线存在过流现象，对应的CT中可以感应到二次电流，并自动启动保护装置，作用在出线开关上同时切除两回出线，避免故障问题出现[3]。如果采用双缆馈线方式，可能出现零序CT并联接入线路的现象，如果一回线路发生电流短路故障问题，非故障线路零序CT则会对故障电流带来一定的分流作用，降低保护装置的电流大小，同时还可以有效缩小二次回路测量误差，尽可能选择变较大的零序CT，这样在选型中，其中400/5和600/5两种零序CT均可以满足二次负载容量要求的同时，满足开关柜安装要求，根据实际情况来选择，可以有效提升双缆接线保护装置动作灵敏度，为配网小电阻接地提供可靠的支持和保障。
三、一次屏蔽线接地位置
（一）零序电流获得方式
小电阻零序电流的获取方式主要有两种，通过三相电流互感器合成方式或是直接零序电流获得方式，三相电流互感器合成方式在实际应用中，对于保护装置而言零序电流可以将其归结为自产电流，而直接通过零序电流获得方式则更像是一种外接零流。零序电流互感器由于装置特性，灵敏度较高，不平衡电流较小，很容易饱和，出现较大的传变误差问题；而相电流互感器则是由于CT二次阻抗值不平衡，三相灵敏度不足，不平衡电流较大，难以有效饱和，线性范围较大，所以传变误差较小。故此，在现场接地改造中，应该充分结合实际情况，选择零序保护灵敏度更高的零序互感器[4]。如果是零序电流数值变化较大，零序互感器很容易保护的前提下，线性范围较大的相电流互感器则成为首选，要求保护装置具有内部合成零序电流的功能。
（二）电缆屏蔽线安装位置要求
线路零序电流主要是使用专用的零序CT来获得，配网改造现场可能存在电缆屏蔽线安装位置错误的现象，进而发生零序保护拒动问题。就常见的安装错误方式来看，以一次小辫安装错误为例，如图1。
图1 错误安装方式
如果电缆A相接地出现故障，故障电流为IKA，一次小辫穿过零序CT一次，接地位置和实际故障位置在零序CT的两侧，对于零序电流而言具有一定分流作用。如果一次小辫接地电阻值较小，在良好的接地情况下，经过的电流同故障电流相近，这时的零序CT则无法有效获得电缆出现的故障问题。基于此，为了可以有效避免此类故障问题出现，可以在电缆屏蔽层穿过零序CT的基础上，促使一次小辫可以重新回到零序CT，这种方式可以对故障电流的分流有效抵消[5]。
如果电缆屏蔽层并未穿过零序CT，并且故障接地点和一次小辫接地点同时处于零序CT的一侧，无法对故障电流起到分流作用，只需要根据技术标准和规定要求将一次小辫直接接地处理，不需要穿过零序CT即可满足接地改造要求。
在配电网电缆线路数量和规模的增加，小电阻接地改造的需求度逐渐提升，迫切的需要重新优化配置保护装置，规范二次设备安装过程。通过对二次设备中常见的故障问题深入分析可以得到，如果区外单相接地出现故障问题，可能导致保护装置误动问题，可以通过软件△侧消零方式予以解决，同时选择变比较大的零序CT，根据现场实际需要来选择零序CT接地位置，这样可以更有效的避免装置误动现象出现。
结论
综上所述，电缆的广泛使用促使电网对地电容电流显著增加，很容易受到客观因素影响出现电压升高的问题，致使设备承载过大电流和电压，长期高负荷运转下导致设备损坏。故此，结合小电阻接地改造工程特性，重新优化配置二次设备，进一步增加零序电流保护，可以有效提升接地安全防护可靠性。
参考文献：
[1]武琼，曹永进，唐其筠等.配网小电阻接地改造二次常见问题分析[J].电气技术，2016，21（8）：126-129.
[2]宁国丽，房亚囡，邢立功等.小电阻接地系统中接地变压器零序电流保护改进[J].电力自动化设备，2015，31（5）：141-144.
[3]黄欣.柳州市区10kV配网中性点接地方式的改造[J].广西电力，2016，39（2）：37-40.
[4]付晓奇.城区10kV配网中性点小电阻接地技术应用研究[D].华北电力大学（保定），2014.
[5]邱源发.10kV配网中性点小电阻接地技术与应用[J].科技与企业，2013，21（17）：292-292.
论文作者:覃郁培
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/24
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