摘要：在电力系统中，有大电流接地和小电流接地系统，小电流接地系统主要有中性点不接地和中性点经高阻或经消弧线圈接地，发生接地故障时对地电流较小称为小电流接地系统。中低压配电网在电力系统中是连接用户与配电系统的桥梁，一旦发生故障将会危及工厂设备供电和居民用电安全，造成巨大经济损失。
关键词：变电站；小电流；接地选线系统
引言
电力系统运行的经验表明，小电流接地故障中单相接地故障的发生率最高，所占比例达 70%左右。由于稳态时故障线路故障信号较小，尤其是配电网中性点采用谐振接地方式，将会使得故障信号变得更小，导致故障选线难度增大，所以小电流接地故障选线问题一直没有得到完美的解决，为此国内外学者进行了大量的研究。根据故障时配电网各馈线特征电气量变化差异性等原理提出的方法主要分为稳态方法、暂态方法、信号注入法、信息融合等。笔者归纳了目前所提出采用的故障选线方法，分析了它们的选线原理、使用条件和比较了它们之间的优缺点，对最新的研究成果和改进措施进行了总结，并对未来选线技术进行了展望。
1 小电流接地系统故障信号的特点
1.1 小电流接地系统单相接地特点
为了较为深入完成本文研究，首先需要简单了解小电流接地系统单相接地所具备的特点，而结合相关文献资料与自身实际工作经验，其中，电流信号太小特点的出现主要是由于小电流接地系统的规模较小所致，而谐波电流比零序电流信号更小也是这一特点出现的原因；而对于干扰大特点来说，这一特点的出现主要是由于小电流接地系统受到的较强电磁干扰与负荷电流不平衡造成的和谐波电流干扰；而对于随机因素影响不确定特点来说，这一特点主要是由于小电流接地系统本身的运行方式、负荷电流、母线电压水平高低始终处于变化状态所致；而对于电容电流波形不稳定这一特点来说，间歇性的不稳定弧光接地影响是该特点出现的主要原因。
1.2 小电流接地故障信息
（1）中性点不接地系统故障：当小电流接地故障产生于单电源辐射结构线路中，不稳定性是零序电流量的主要特点，正因为如此，线路端母线无法精确地判断故障分布情况。在这一过程中，如果拥有较多的配电网支路线路，同时传输距离较远，此时无法应用人工的方式进行故障线路检测。在中性点非有效接地系统中，如果单相接地问题产生于线路某点中，此时零序电压源介入到这一点上。那么在这一过程中，较低的感抗将产生于这一故障点中，而整条线路中的零序电压将拥有几乎相同的数值。那么就可以断定非故障线路中的零序电压值为零。（2）消弧线圈接地系统故障特点消弧线圈在电网运行中发挥着补偿功能，此时对消弧线圈接地系统中的中性点来讲，零序电流小于健全线路电流幅值的状况时有发生，此时如果线路发生接地故障，配电网将在电网支持下进行自动化运行，而这一运行仅能够维持最多2h。
2 小电流接地选线系统在变电站中的应用
2.1 两相接地故障分析
两相接地故障是单相接地故障没有排除发展到最终的结果。如果接地故障的两相对地接触电阻相对较小，两地之间就会形成较大的短路电流。为了平衡中性点对地电压迁移时的总电流，可以通过设计消弧线圈的方式加以实现。为了增加分析问题的明确度，可以在不考虑对地电压的情况下，对相对电源的中性电压进行分析。通常情况下，故障相电压会随着故障点的接地电阻的大小出现不同程度的变化。金属性接地时，电压为零。在接地电阻较小时，系统会处于短路状态，故障线路的电流也会增大，可以在较短的时间内区分故障线路，并且采取跳闸保护对故障线路进行深层次的保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当两相发生过渡电阻接地故障时，若不对单相故障及时进行处理，就会对两相线路的绝缘造成破坏，出现局部漏电的情况。在故障发生的前后，故障的零序电流会发生不同程度的变化，因此，对于线路故障的甄选可以采用零序电流比例增量判断法进行甄别。
2.2 零序导纳法
通过配电网各个支路测得零序电流和电压，计算故障时各线路等效零序电导，比较线路之间导纳分布象限来选线，按照故障相线路的等效零序导纳分布，故障线路等效导纳位于直角坐标系其中第二、第三象限，并且正常相的零序导纳分布在第一象限的这一特点来选择故障线路。该算法具有较好的准确性和适应性，但是如果线路发生间接性接地故障时，此方法无法准确选线。
2.3 接地电阻保护依据分析
通过对电阻的计算能够进行接地故障检测，从而提出故障选线方法和接地保护方法用于接地故障的保护。在故障选线的过程中，首先应该加强对馈线的比较，通过比较馈线来计算电阻值的大小，判断出具有最小计算电阻值的线路，则该线路就有可能是故障线路。通过这种方法判断故障线路不仅简单，而且便于整定。此外，还有一种方法就是接地保护方法，采用这种方法判断线路的故障，需要通过馈线对计算电阻值和整定值进行详细的比较，如果馈线对地的计算电阻值小于该馈线的整定数值，就可以判断该馈线为故障馈线，如果馈线对地的计算电阻值大于馈线本身的整定值，则需要重新对其他的线路进行检测。馈线计算电阻整定值的确定，需要按照最大高阻接地故障电阻值乘以大于1的灵敏系数。通过这种方法能够测量出被保护线路的电压和电流，方便在配电自动化现场进行终端设备的安装，可以在短时间内实现对整个线路的分段保护，从而更好的满足线路的配电自动化要求。
2.4 故障选线与定位
如果非有效接地系统是线路的特点，同时产生了小电流接地的故障，此时线电压将取代非故障低电压。特别在间歇性弧光接地现象产生的过程中，中性点没有充足的通路来释放电荷，因此会造成弧光接地过电压，从而降低线路绝缘性能，而概率在相间短路中将被提升。所以，配电网管理时，工作人员必须在第一时间内对故障线路进行确定，并有针对性地采取措施加以解决。在提升配电网故障检测水平的过程中，可以将多个故障监测点设置在配电网线路中，在对线路区间进行划分的过程中，应以故障监测点边界为基础。从实际故障检测管理中可以看出，要获得精确的检测结果，越短的故障检测点区间越好。因此，对故障检测点进行科学设置至关重要。
2.5 五次谐波幅值和方向法
故障电流含有大量谐波信号，以五次谐波为主，由于五次谐波在消弧线圈产生的感性电流太小，为工频的 1/25，所以可忽略不计。五次谐波在故障线路与非故障线路的幅值、大小不同，通过比较比幅、比相等方法可以进行故障选线。但由于五次谐波含量较小，当有电弧现象时稳定性较差，极易受谐波源和不平衡电流中谐波分量等因素的影响。多次谐波平衡方法也无法彻底解决单次谐波信号小的问题。
结束语
本文对变电站小电流接地选线系统的应用及改进方式展开讨论，从目前的使用情况来看，已经得到了预期效果，同时给其他的变电站也提供了较多的启发，随后将逐步进行改进。日后，应该对变电站的内部系统深入研究，要提前设定好改进的方案和优化的路径，从多个方面来落实工作，确保变电站日常运行的稳定。
参考文献：
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[2] 陈静萍，杨玉洁. 小电流接地选线装置在220kV变电站的改造应用[J]. 盐业与化工，2016，45（7）：48~50.
论文作者:邓永东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/16
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