小电流接地选线装置运行现状探究
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作者:高丁义
摘 要：小电流接地系统在运行过程中经常会出现单相接地故障，尽管故障出现之后电力系统仍然能够维持运行1～2h，但1～2h之后，若对系统中的故障没有进行及时处理，则会引起两相短路，甚至会造成整个电力系统故障。所以，该文就小电流接地系统运行特点以及接地选线装置运行情况进行分析，总结了小电流接地选线装置运行过程当中存在的问题，并制定了解决措施。
关键词：小电流接地选线装置 运行现状 问题解决
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）03（c）-0016-02
就目前而言，小电流接地选线问题仍然是电网运行的重点和难点，相关专家对于选线的研究也提供了多种方法，包括信号分析法、稳定信号分析法和暂态信号分析法等。这些方法在实验室测试时，准确率通常能够达到90%以上，但在实际操作当中，由于线路所处的环境较为复杂，效果不是很好。因此，该文从实际状况出发，对小电流接地选线装置运行现状进行分析，提出选线过程中存在的问题，以提升装置的选线准确性。
1 小电流接地系统简介
小电流接地系统是中性点不接地系统，这类电力系统在实际运行的过程当中最常见的问题主要包括单相接地问题。在短暂出现小电流接地系统故障时，电网可持续运行1～2h，小电流接地系统会产生零序电流流过。在实际运行过程当中，由于零序电流较小，而且地面积广，分散性较强，所以就会造成选线装置选线不准的问题。尽管目前对于小电流接地系统单相故障检测出台了众多的方案，有功率方向法、谐波分析法、信号注入法和小波分析法等多类方法。但是经过大量的工作人员实际考察，结果得出，单靠一种方法，对于小电流接地系统故障排查，容易出现误选或者是漏选的情况。若单相接地故障长时间得不到处理，将导致故障升级，影响电网安全运行。因此急需通过采取多种方法综合分析，有效提高其选线的准确性。
2 小电流接地选线装置运行现状及原因分析
2.1 小电流选线装置运行现状
10kV配网系统有3类中性点接地方式：分为不接地方式、经消弧线圈接地方式和经小电阻接地方式。由于涉及面较广，所涉及到的选线方案有稳态选线法、暂态接线法、主动注入法和轮跳选线法。所以一旦线路出现故障，很难在众多的接地方式和学习方法当中迅速将故障找出。以1000起单相接地故障作为分析数据，发生在无选线装置的变电线路上的故障有占比17%，28%的故障出现在选线装置正确并上报主站，38%的线路故障未能够正确找出，有16%的故障没有做好记录工作，这些数据显示，在小电流接地选线装置运行的监控中，存在重大的弊端。就目前而言，所存在的主流问题包括小电流接地选线装置的安装或运行，总体效果不佳，难以满足当前实际生产生活的需求。
2.2 原因分析
就从目前小电流接地选线装置运行的状况来看，存在的主要问题是效果不理想，主要存在以下几类问题。
（1）电流信号太小。小电流系统在单相接地的过程中所产生的零序电流应该为系统电容电流，它的大小实际上与系统规模的大小以及线路类型相关，并且其数值很小，之后经过中性点接入到消弧线圈给予补偿之后，它所显示出来的数值更小。
（2）干扰大、信噪比小。有关小电流系统当中的干扰一般都包括了两个方面：一个是处于变电站以及发电厂的小电流系统单相接地保护装置的设地点，电磁的干扰力度比较大一;另外一个是因为电流负荷的不平衡而导致的零序电流以及谐波电流比较大，尤其系统比较小的时候，并且对地电容电流比较小的时候，这个时候接地回路其零序电流往往要比非接地回路电流小。
（3）随机因素影响的不确定。一般而言在我国配电网通常都是小电流系统，它的电流运行方式也改变得较为频繁;另外，母线电压水平的高低，以及负荷电流的大小都在不断的发生改变，或者是故障点的接地电阻也不确定等。这些因素都导致了零序故障电容电流以及零序谐波电流的不稳定。
（4）电容电流波形的不稳定。小电流系统的单相接地故障一般都体现出来间歇性的不稳定弧光接地，如此则导致电容电流的波形不稳定，而且其对应的谐波电流的大小都在随时随地发生变化。
（5）装置电气元件选型问题。小电流接地选线装置采集的参数主要是母线PT开口电压3U0和线路零序电流3I0，线路零序电流采集主要通过兩种途径：电缆出线装零序电流互感器和架空出线装三相电流互感器，取N线与三相电流之和。而在实际运行中采集的零序电流受到的干扰很大，如三相电流互感器特性不一致、装置采样CT误差大、出线较少导致接地线路接地电流很小，再加上测量误差、A/D转换误差，造成进入装置的零序电压和接地电流已不能真实反映实际接地线路参数，使装置不能正确选出接地线路。装置的正常动作可以在常规模拟试验中发现问题，但现场实际运行状况则无法在常规试验模拟出来。
（6）装置运行不稳定问题。小电流接地选线装置一般安装在主控室，室内温度难以把控。某些地区夏天时装置运行温度可以达到40℃左右，而冬季的最低气温可以低至零下10℃左右。所以经常会出现选线装置在运行过程当中停机，导致整个装置强行退出运行，甚至会出现烧毁电源。
3 提升小电流接地选线正确率的对策
3.1 优化选线算法
尽管目前小电流接地的情况较为复杂，单一的学习方法无法满足当前的需求。但是，在选线进一步优化时，可以从以下几个方面考虑，力求能够解决目前所存在的接地故障难以寻找的问题。首先，在算法的过程当中，综合考虑现场的安装环境，确认电流互感器的极性反接情况。其次，在算法选择的过程当中，应该将经典选线方法与目前的高效算法相互结合，尽可能利用电子计算机仿真软件对选线方案做多样的模拟试验，以提高选线的可靠性和抗干扰能力，在运行过程当中才能够减少故障的出现。最后，可根据小电流接地系统单相接地故障的问题，开展相关的理论研究，比如说，模糊理论神经网络等一些智能化算法，提高装置选线准确度。
3.2 规范现场的工程安装
上述存在的问题在于在线安装现场，存在安装质量差，安装错误，以及电器元件的质量问题，这些严重影响了装置的性能，所以，根据目前的情况，应该着重把好质量关，针对电压互感器的极性反接问题，应该多次检测现场的安装质量，看是否存在反接问题，经过多次检验之后方可确认。针对零序电流互感器安装以及电缆屏蔽层接地正确性，应该采取实地仿真的模拟方式，选择最优的线路接地方案。
4 结语
目前多数地区采取的小电流接地选线装置方案存在问题，难以满足当前生产生活的要求，因此必须要严格把控质量关，建立较为完善的装置入网许可制度，并提升相关部门的检测水平和巡视力度，将小电流接地选线装置的故障快速解决，避免因小电流接地选线装置故障导致选线不准问题的发生。
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