（国网连云港供电公司 222000）
摘要：指出中性点非有效接地问题特征与影响，详细分析智能接地装置的针对性应用。
关键词：智能接地装置；中性点；非有效接地
1问题的提出
对于非直接接地电力网，在中性点非直接接地系统发生单相接地时，仅相电压发生畸变，中性点位移，而线电压不变，用户可继续工作，允许短期（不超过两小时）带接地点运行。
针对此类情况，传统手段检测接地故障的方法是利用母线绝缘监察装置发现接地故障，该方式接线简单、投资省，但由于无法判明是哪条线路发生了接地故障，要利用重合闸装置（或对线路进行人工倒闸操作）依次将线路断开，来寻找接地故障线路。对于结构复杂的网络，由于要根据负荷情况，进行网络分割、系统解列、调整负荷等，这些操作往往需要较长时间，操作也比较繁琐，容易造成误操作，在系统发生单相接地故障后，非故障相对地电压将升高数倍，接地点的间歇性电弧可能在电网中引起过电压，使非故障相的绝缘薄弱地点产生第二个接地点，造成相间短路；而且系统发生单相接地后，由于网络运行参数产生变化，如有偶然因素激发（如故障线路负荷侧发生断线等），将在系统中引发铁磁谐振，严重危害系统的安全运布。因此，对结构复杂的网络，为迅速排除接地故障线路，避免事故发生，应装设有选择的接地保护装置，来实现有选择性的接地保护。
2智能接地装置在中性点非有效接地配电系统中的应用
2.1智能接地装置的结构形式
为了适应不同场合的安装需求，智能接地装置可以采取以下3种结构形式。
（1）结构一：开关柜结构
若变配电站内有足够的空间，智能接地装置可采用开关柜安装的方式。开关柜结构的智能接地装置可以采用单独组柜安装方式，也可以和其他开关柜（如KYN 28柜）并柜安装，需敷设高压电缆、控制电源、电压信号、通信线缆。
对于自带接地变压器（简称接地变）和消弧线圈的情形，智能接地装置由2台柜体组成，需要占用2个间隔。柜体宽度分别1200mm和1OOOm，即总宽度为2200mm。
对于利用变电站内接地变和消弧线圈的情形，智能接地装置由1台柜体组成，需要占用1个间隔。
（2）结构二：户外箱式变压器结构
若变配电站室内没有有足够的空间，智能接地装置可采用户外箱式变压器（简称箱变）式结构。户外箱变结构的智能接地装置安装在变配电站室外，通过高压电缆和出线开关连接，其结构示意见图1。需敷设高压电缆、控制电源、电压信号、通信线缆。
（3）结构三：柱上箱变结构
若变配电站内空间有限，无法在地面安装智能接地装置，可采用体积小，重量轻的柱上箱变式结构智能接地装置。柱上箱变结构智能接地装置的组成见图2。
2.2智能接地装置的接入方式
无论何种结构形式，智能接地装置都宜经过一台断路器（称为“接入断路器”）接入母线，当智能接地装置内部故障时，该断路器跳闸切除智能接地装置。
根据系统配置情况及变配电站的物理空间，智能接地装置接入系统可以采用图3所示的4种方式。
图3智能接地装置接入的4种方式
（1）方式一：适用于现场有可用备用出线柜的情况。此种情况下，智能接地装置可以采用结构一（开关柜安装）和结构二（户外箱变）的安装方式，并独占一台出线断路器。这种方式具有可靠性高的优点，但是变电站需减少一条馈线。
（2）方式二：利用现场的接地变压器出线柜的情况。此种情况下，智能接地装置可以采用结构一（开关柜安装）和结构二（户外箱变）的安装方式，共用一台出线断路器。这种方式不需要占用变电站出线间隔，但是接地变子系统故障时也会造成智能接地装置停运，智能接地装置故障时也会造成接地变子系统停运。
（3）方式三：智能接地装置采用结构一（开关柜安装）和结构二（户外箱变）的安装方式，从一条1OkV出线T接，共用一台出线断路器。这种方式不需要占用变电站出线间隔，但是馈线故障导致其出线断路器跳闸时会造成智能接地装置停运，智能接地装置故障时也会造成馈线停运。
（4）方式四：在变配电站内没有空间的情况下，智能接地装置采用结构三（柱上箱变）的安装方式接在馈线上。这种方式不需要改变变电站内原有配置，但是可靠性较差。馈线故障导致智能接地装置接入位置停电时会造成智能接地装置停运，智能接地装置故障时也会影响馈线正常供电。
2.3继电保护
当智能接地装置内部故障时，配置在接入断路器的继电保护装置必须迅速动作，使该断路器跳闸切除含有故障的智能接地装置。
而对于瞬时性单相接地故障少的地区配电网发生了永久性单相接地的情形，智能接地装置最终将其控制成为金属性单相接地状态维持为用户短暂供电，此时若该配电子网络的某个健全相又发生了接地，则构成两相短路接地。在这种情况下，应当由接地馈线上的相应断路器跳闸，而不应由智能接地装置的接入断路器跳闸。因为即使智能接地装置的接入断路器跳闸，因馈线上永久性接地仍存在，并不能切除故障而仍需要相应馈线断路器跳闸，并且智能接地装置的接入断路器跳闸后，该配电子网络的其余健全馈线将丧失智能接地装置的作用。
对于接入方式一和方式二，比较容易区分出智能接地装置等内部故障与配电网上发生了两相短路接地，可采用的判据为：
（1）若接入断路器处流过两相及以上短路电流，则可判定为智能接地装置等内部故障，此时瞬时速断保护动作跳闸切除故障。
（2）若接入断路器处仅流过单相短路电流，则可判定为配电网上发生了两相短路接地，此时不启动瞬时速断保护，而仅启动延时速断保护（延时时间大于馈线断路器的动作时间），而由馈线断路器保护动作跳闸切除故障，随后接入断路器即可返回。
对于接入方式三和方式四，因与馈线共用出线断路器，上述判据对于智能接地装置等内部故障与配电网上发生了两相短路接地的区分虽然不能百分之百地实现，但是绝大多数情况下还是可以实现的：当除了智能接地装置接入的馈线以外的其余馈线上或馈线间发生了两相短路接地故障时，上述判据仍能可靠地区分出智能接地装置等内部故障与配电网上发生了两相短路接地。
当智能接地装置接入的馈线与其他馈线间发生了两相短路接地故障时，上述判据仍能可靠地区分出智能接地装置等内部故障与配电网上发生了两相短路接地。只有当智能接地装置接入的馈线上发生了两相短路接地故障时，上述判据不能区分出智能接地装置等内部故障与配电网上发生了两相短路接地。
结语
综上所述，智能接地装置是中性点非有效接地问题单相接地故障处理的有效手段，发生单相接地故障时，可及时可靠熄灭电弧，并且便于实现选线和定位，可有效抑制操作过程可能发生的强烈暂态过程，并避免因选相错误导致两相短路接地的风险，是当前智能电网背景下，指的推广与应用的重要技术形式。
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论文作者:陶乐园,陈雷,刘博文
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/8
标签：装置论文; 智能论文; 故障论文; 断路器论文; 结构论文; 方式论文; 馈线论文; 《电力设备》2018年第2期论文;