小电流接地系统特点及故障分析

潘兴明

摘  要：文章重点讲解中性点的接地方式与电流之间的关系。主要是通过分析小电流接地系统的特点以及故障去解决相应的问题，通过其特点、各类因素存在的相互关系得出结论，且运用其结论合理的有效的解决问题。在小电流接地系统中，主要通过其优缺点进行有效的分析，但在接地方式中，要如何进行选择也是此文的重点之一。文章较为详细的介绍了解小电流接地系统与大电流接地系统发生故障之间存在的差异，主要表现在两个方面：中性点不接地电网的接地保护;接地保护安装调试注意事项。

关键词：小电流;接地系统;零序电流

中图分类号：TM713     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）26-0088-02

1  概  述

对于中性点直接接地系统，我们常熟知就是对于这样的方式出现的各种不同的问题，通常在这样的系统中都有经小阻抗接地，一旦发生单相接地故障这样的问题，在此类情况之下，它的接地电流就会随之发生变化，一般表现在数值上，会稍稍显大，也是因为这个原因，大电流接地系统产生了。

在系统里，有不同的电压，如果电压一直处在110 kV及以上，通常采取接地电流相对偏大的系统，它还有另一个称号，大电流接地系统。除了刚才介绍的系统之外，还有一个中性点不接地系统。它跟前面介绍的系统就有一定的区别，它包含中性点经消弧线圈接地方式系统，这样的系统会在一定的情况下有所改变，比如，接地故障电流的数值与负荷电流的数值相比较，是前者数值偏小，正因如此，也称之为小电流接地系统。标准规定X0/X1>4～5的系统是小电流接地系统。它有两个特点，第一是供电可靠性高;第二是对绝缘要求偏高。

相比之下，在系统中，电压等级破偏高，在设备总价格里面，绝缘费用占据的比例偏高，减低绝缘水平，其产生的经济效益尤为明显，一般来说，这样的情况采取中性点直接接地方式，用不同的方式去提高供电的可靠性来达到理想的目标。

2  小电流接地系统特点

2.1  中性点不接地系统

对于中性点不接地系统在稳态情况时，由于三相电压以及各相线路参数都是相等的，因此容性电流也相等。各相电流等于负荷电流和对地电容电流之和。

2.2  经消弧线圈接地方式

一般来说，电力系统常见的短路故障为单相对地短路故障，在发生了单相对地故障时，一般情况下还可以继续带负荷运行一段时间，但是故障处对地电流一般比较大。可以设计消弧线圈的参数，从而使得在故障时的容性电流可以被消弧线圈的感性电流补偿，这样就可以到达降低故障电流的效果，减轻了故障后果以及影响。

2.3  中性点直接接地

对于10 kV以下的中低压电力系统，经消弧线圈接地的方式是比较常用的，但是在高压配电网中，一般情况之下中性点都是直接接地。一旦发生接地故障后，电网不能再继续运行供电，如果再继续供电，其短路电流此时会显得特别大。因为，继电保护设备应瞬时动作，使开关跳闸，切除故障。中性点直接接地系统有缺点有有点，但大部分看中的是它在单相接地的时候，其点位与零非常的靠近，对地电压也会出现与相电压十分相近的情况。

3  小电流接地系统的优缺点

3.1  小电流接地系统的供电可靠性和优点

可靠性高。出现单相接地故障这样的情况，一般来讲，是系统出现了一定的不可避免的问题，通常是其在很短的时间之内，没有办法形成一个回路，所以此时它的接地电流在数值上相对偏小，如果再与负荷数值相比较，那么其数值一样的偏小。在这样的情况之下，还能保证对称的只有它的线电压，也正因如此，负荷供电不会受到一点影响，系统继续运作1～2 h的时间，不需要马上除接地相，断路器的道理也不尽相同，这样对设备短时间内不会有任何影响，进而确保对用户的不间断连续供电，相对来说，提高供电可靠性。

3.2  小电流接地系统的缺点

小电流接地系统也存在缺点，大体表现在发生单相接地故障的时候，没有办法快速认定故障发生在哪条线路之上。因为此类故障导致的结果就是相电压升高，而这样的结果对系统性能产生十分显著的影响，所以需要快速的找到问题所在，同时加以解决。

在较为复杂局域网中，特别是经消弧线圈接地的电网，在接地的情形里，要怎么准确快速的找到出现故障的线路格外重要，主要表现在实现配电自动化问题上。

4  小电流接地系统与大电流接地系统出现故障的   区别

4.1  中性点不接地电网的接地保护

系统接地绝缘监视装置。首先，对于绝缘监视装置的定义需要有一定程度上的理解，其主要表现在是否存在零序电压的问题上，利用这个问题实现监视，此类监视本质上属于不接地系统。为了实现相对地电压，通常会采取电压表的监视，当然，如何才能实现监视，一般通过变电所母线电压互感器其中一个绕组接成星形，通过这样的方式去实行监视。而关于零序电压，除了刚才被我们所知道的绕成星形一种方式以外，另一个方式就是将其接成开口三角形，通过这样的方式让其产生零序电压，而中间需要的步骤则是需要接入过电压继电器。一旦发生异样的情况，比如单相接地故障，其会发出一定的接地信号，通过继电器动作。

但是这样的保护只能够知道出接地的问题，相对来说，它的缺点是无法知道是哪条线路的接地。如果要知道出现问题的是线路，就必须通过拉线去证明。相对于只有一条线路出现问题，两条线路发生问题才更不易解决，一旦出现此类情况，装置可能发生误发或拒发接地信号，导致这样的情况的产生通常是因为电压互感器的铁磁谐振、熔断器的接触不良等。

零序电流保护。它的特点主要表现在零序电流上，即非故障线路比故障线路的零序电流小。此类的选择性保护有它独特的地方，比如它一般会处于其互感器线路之上。

在电网中，如果出线太多，反而能显出它的特点，能够有效合理的保护它的灵敏度和选择性。除去以上所说的关于零序电流的相关保护，对于我们熟悉的互感器，也有一定的特点，在互感器上，是存在一定的误差，而这样的误差是允许的，也不可避免的，但存在这样的误差有一个缺点，它导致线路接线方面会比较复杂。

零序功率保护。 零序功率方向保护主要通过零序电流相差180 °的特点来实现，表现表现在非故障线路与故障线路上。零序功率方向保护无死区，而对零序电压零序电流回路接线等要求偏高。

4.2  接地保护安装调试注意事项

对于保护装置和零序功率，在各个方面都有特别的地方值得注意，如果零需电压宝华装置在特性上是处于无选择性的。电压互感器在这里显得一定是可靠接地，无论是一次又或是二次中性点。

一次绕组中性点接地表现在两方面，第一是安全接地;第二是工作接地。对于可靠性偏低的中性点接地，那么其二次系统就会产生一次系统出现的各种问题，特别是在接地故障方面，一旦出现这样的情况，其结果是没有办法去得知关于不平衡电压零序功率的方向，也因如此，对于开口三角形的电压极性有着高要求高标准，而且一定是最准确的，以防出现以上的情况。

以上的情况除了特别注意以外，如果我们需要使用其装置，那么必须得了解其的特性，在使用的过程中，一旦发生了接地故障，可能会导致其电流发生变化，体现在它的流向上。为了避免这样的情况发生，在使用时，一定要按着电缆的方向，通过LH在线路测接地。这样的方法有效的避免了以上的鹅问题，但是在做步骤的时候，也应特别注意，零序互感器下方电缆皮接地可以不通过其互感器，不会产生短路环。为了有效合理的减小互感存在的误差，可以通过以下几个方面进行，正确的调整电缆固定夹头与电缆外壳、极性误差等。

在电网单相接地保护里，如果有经消弧线圈接地，那么我们通常会采取一定的方法去实现其选择性，比如我们通过两个保护，第一个是反映谐波的电缆电容的五次谐波分量保护，第二个是暂态电流速动保护。对于电容器自投切系统来说，补偿电容器应接成中性点不接地Y或D接法。

而接地之后，其三相负载会保持对称运行，对于零序电流来说，不会产生一点影响，反而可以保证其受到保护，第一点是灵敏性;第二点是正确性。

5  结  语

电力系统接地方式关系到电网的许多方面，主要是体现在它的特定上。所以要怎样让电力系统接地，又通过什么方式方式去接地，要综合分析比较后才能做出选择。

对于500 kV、330 kV系统，现有的接地方式是直接接地或经小电抗接地，不允许有部分变压器的中性点不接地，一般采用直接接地方式。对于66 kV系统主要采用不接地和经消弧线圈接地，除此之外，还有经电阻接地和经自动补偿消弧线圈接地。33 kV采取不接地和经消弧线圈接地，现在除此之外还有采用中性点经电阻接地，经跟踪补偿消弧线圈接地。10 kV的系统则是采取不接地或经消弧线圈接地。对于6 kV的系统也大同小异，它是通过中性点不接地或中性点经消弧线圈接地。

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