小电流接地故障选线与定位问题
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小电流接地配电网的单相接地电流比较小，对于采用谐振接地方式的配电网来说，故障线路的电流甚至比非故障线路还要低，再加上相当一部分故障是间歇性的，使得采用常规的基于稳态零序电流的保护方法难以准确地检出故障线路来。长期以来，由于缺少可靠的故障选线手段，我国供电企业主要依靠人工拉路选择故障线路，使得健全线路也出现不必要的停电。根据东部某省统计，由单相接地拉路选线造成的短时停电占到所有短时停电次数的40%。而接地故障得不到及时处理，因间歇性弧光接地产生的过电压可能使健全线路绝缘击穿，引发两相接地短路故障；如果电缆线路发生接地故障，长时间的接地弧光电流也可能烧穿故障点绝缘，使其发展为相间短路故障。 欧洲大陆国家普遍采用小电流接地方式，主要通过在出现永久接地后的消弧线圈二次侧投入一个并联电阻的方法解决故障选线问题，并联电阻产生约20A的阻性接地电流。大部分国家（如芬兰、意大利等）采用有功功率方向继电器选线，法国电力公司（EDF）开发了一种采用DESIR法的保护装置，其工作原理是通过测量所有馈出线路的零序电流，计算出其中的阻性分量，选择阻性分量最大、相位相反的线路作为故障线路。近年来，投入并联电阻的方法在我国也获得了应用，不同之处是产生的电流较大（约40A），通过检测零序电流的幅值选出故障线路来。此外，国内厂家还开发了一种称为小扰动法的选线技术，通过人为改变消弧线圈补偿度，人为增大故障线路零序电流解决选线问题，其思路与投入并联电阻的方法类似。 投入并联电阻的方法放大了接地电流，而且需要安装电阻投切设备，存在成本高、有安全隐患的缺点。进入21世纪，随着微机保护技术的发展，利用故障产生的暂态信号的选线技术取得了突破。我国在暂态选线技术的研究上已居世界前列，目前已有数千套暂态选线装置在现场应用。德国也开发出一种采用库伦—电压法的暂态选线装置，通过比较电流的积分（电荷量）与暂态电压的变化选择故障线路，在德国、爱尔兰等国家获得了成功的应用。暂态法灵敏度高，适用于间歇性接地故障，而且不需要在变电站安装附加设备，发展前景广阔。 小电流接地故障的定位问题也是一个长期困扰电力部门的难题。而在消弧线圈的二次侧投入并联电阻后，通过比较线路上不同点零序电流的幅值，可以实现故障区段的定位。为便于识别故障信号，有的故障定位系统采用将并联电阻周期性投入/退出的方法，以在故障线路上产生幅值周期性变化的零序电流。近年来，已开发出了比较暂态零序功率方向或比较暂态零序电流相似性的故障定位方法，实际故障定位效果良好，进一步丰富了小电流接地故障定位的技术手段。 小电流接地配电网的接地过电压危害，主要是配电网长期带接地点运行并且接地点存在间歇性燃弧现象造成的。采用暂态选线技术，能可靠地检出间歇性燃弧接地故障，及时动作于跳闸切除故障线路，完全可以避免接地过电压引起的相间短路故障。 缺少可靠的故障选线与定位手段一度是影响供电企业选择小电流接地方式的重要因素。目前来看，采用投入并联电阻的方法或暂态选线方法，故障选线与定位的成功率能够超过90%，使小电流接地故障选线与定位难的问题得到解决，为推广应用小电流接地方式创造了条件。 |
