摘要：在配电网系统中，线路分支多、运行情况复杂，发生短路、接地故障时，故障区段（位置）难以确定，给检修工作带来不小的困难，尤其是偏远地区，查找起来更是费时费力。架空线普遍采用故障指示器虽做到在线路发生故障时就地发出故障报警指示（或信息），大大缩短了故障区段查找时间。但是由于接地故障的情况很复杂，特别是对于小电流接地系统，接地故障时电流很小，很难通过测零序电流的大小来准确判定。因此，如何选择高可靠的小电流接地选线设备以及如何有效投入应用这些设备将是我们关注的焦点。本文将论述一种新型架空线太阳能取电相不对称小电流接地选线装置在配电网应用的优势。
关键词：接地故障；架空线；小电流接地系统；接地选线设备；优势
1 引言
配电网的故障按照故障性质来分主要分为两种，一种是单相接地故障，另一种是相间短路故障。对于架空线路来说，相间短路故障的比例远远低于单相接地故障的比例，所以解决问题重点方向就是单相接地故障的检测。在配电网架空线路上采用太阳能取电相不对称小电流接地选线装置在配电网故障分界中进行控制，可以实现对故障电流的准确检测，还可以具备相间短路故障与单相接地故障的快速诊断与隔离切除功能，适用于各种各样的接地方式配电网系统，很好的解决我国10kV用户分支线路及其电力设备存在的安全隐患，使到技术的经济效益也可以得到更好改善。
2 配电网现存的问题
2.1 近代配电网接地故障处理及排查的方法存在问题
传统接地故障的“拉闸试停”的故障处理方法需要通过选线或人工拉路的方式找到故障线路，由于选线装置应用效果不佳，人工拉路造成非故障线路短时停电，在进一步查找接地故障区段的过程又需要逐段线路停电，采用该方法处理故障是一种无奈之举，它存在导致停电时间过长、停电范围过大的问题。
近代智能故障指示仪算法单一，需要较多数据采样判断，准确率低，误判率相对教高，需要主站运行分析判断故障位置，依赖通讯且滞后性明显。
后来采用注入信号法，但易受TV容量限制；接地电阻较大时线路上分布电容会对注入的信号分流，给选线和定位带来干扰；如果接地点存在间歇性电弧现象，注入的信号在线路中将不连续，给检测带来困难。目前基于注入法的故障定位方案主要采用人工巡线，有操作人员手持信号探测器，沿故障线路巡视查找接地点。该方法寻找故障点花费时间教长，有可能在此期间引发系统的第2点接地，造成线路自动跳闸。
现大部分地区采用暂态电流相似性定位技术，其不足之处是个配电终端均需向主站上传故障录波数据，对通信系统的压力很大；主站定位算法复杂，需要解决不同厂家产品之间配合的问题。并当故障接地电阻较大（达数千欧）时，即使暂态接地电流，其幅值也仅有几安倍，以上方法都会因信号过小而失效。
2.2 配电网因接地故障而产生的安全问题
随着城市配电网的高速发展，配网结构越来越复杂，电缆线路占供电线路总长度的比例逐年上升，使得配网的电容电流数值大幅度增加。加之小电流接地系统的配电线路不设避雷线，而且离地高度低、耐受过电压的能力低、网络拓扑结构和周围环境较为复杂，因而经常发生故障，其中单相接地占配电网故障的80%以上。虽然单相接地不会造成供电中断，带单相接地故障长时间运行就易使健康相绝缘薄弱处发生对地击穿，造成两相接地短路故障，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统连续运行。
3一种新型太阳能取电相不对称小电流接地选线装置架空线型的设计理念
3.1采用三相电流相不对称（PAM）的算法原理
在接地故障瞬间，电网结构发生突变，相应三相电流向量也发生突变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆“相不对称”检测技术就是基于接地故障发生时的电流特征的检测，根据算法计算出三相电流的“不对称度”Ja、Jb、Jc，如果“不对称度”达到定值，则判断三相电流不对称，判别故障线路及故障相。
通过在架空线上加装三相电流“相不对称”检测技术小电流接地选线装置考察的是电流量的变化，对电流互感器采样到的电流数据，通过合适的信号处理方法得到理想的电流信号，通过“相不对称”算法获得有效的判据，实现馈线单相接地故障检测。
3.2 配套型设计
太阳能取电相不对称小电流接地选线装置内含232通讯，用于读取三相电流录波；485通讯，结合GPRS通讯模块，准确定位单相接地故障发生点，并借助GPRS将故障信息送到用户自动化配电监控管理系统；外部配置高亮度LED灯，线路发生故障后能以固定频率闪烁告警；预留跳闸出口，可经继电器与压板接到分界隔离开关，能够在用户侧发生永久接地故障时自动跳闸，避免系统带接地点长期运行。
4 新型太阳能取电相不对称小电流接地选线装置架空线型产品的优势
4.1 降低配网运维管理的投入
传统小电流接地选线装置的维护与管理繁琐而且复杂。它们对采集信号来源尤为挑剔，且适用于架空型产品少之又少。因此，为了正确判断接地故障线路，需要人为定期进行严格的检查、保养以及修理。配电网庞大而复杂，其架空线的数量是非常庞大的，因此，供电部门必须投入非常大的人力、物力以及时间去管理。
太阳能取电型相不对称小电流接地选线装置架空型产品的优势在于其能通过采集三相电流信号即可精确判断接地区域的特性，从而大大降低了配网运维管理的投入。
4.2 保障配网供电的安全与可靠性
传统接地故障的处理过程需要通过选线或人工拉路的方式找到故障线路，由于选线装置应用效果不佳，人工拉路造成非故障线路短时停电，在进一步查找接地故障区段的过程又需要逐段线路停电，所以带接地故障运行并没有提高供电可靠性，相反还造成非故障区域的连带停电，反而降低了可靠性。
新型太阳能取电相不对称小电流接地选线装置架空线型产品可以有效避免这些情况发生。首先其采用的是三相电流不对称PAM算法原理，可以在不添加零序电流互感器的情况下采集三相测量电流，做到灵敏度更高，接地故障判断准确度更大。另外，其采用太阳能供电设计，绿色环保。
采用这种设计理念可以大大降低配电网在运行、维护、检修过程中出现大范围停电排查事故的概率，从而保障了配电网供电的可靠与安全性。
4.3 绿色环保，节能减排
新型太阳能取电相不对称小电流接地选线装置架空型产品在运行过程中采用光伏发电，无有害、污染物质排放，并且太阳能单晶硅电池板寿命周期长达30余年，周期结束后90%以上的材料可以回收利用。具备电气寿命长，运行可靠性高，不检修周期长等优势。采用具有太阳能取电结构设计可以有效保障其相不对称小电流接地选线装置的长寿命及免维护。
5结语
综上所述，这种新型太阳能取电相不对称小电流接地选线装置架空型产品的设计具有明显的先进性。在我国配电网管理系统还不够成熟的背景下，这种设计理念相比于其他小电流选线装置的设计，具有很大的应用优势：其专利三相相不对称算法，高精度高灵敏度的故障检测可以大大减少配电网部门管理运维的投入；其绿色环保理念符合时代前进发展的方向。这种新型开关的设计理念有利于提高配电系统的管理效率，并且可以保障配电系统供电的可靠性。
参考文献
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【2】中压配电网单相接地故障选线及定位技术【M】. 中国电力出版社 , 杨以涵, 2014
【3】10kV配电网小电流接地故障定位新方法研究【J】. 汪从敏,阮浩洁. 中国电业(技术版). 2013(04)
论文作者:陶然兵,李佩玉,房俊梅,周慧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：故障论文; 电流论文; 不对称论文; 单相论文; 线路论文; 配电网论文; 太阳能论文; 《基层建设》2019年第32期论文;