實(shí)用的單相接地故障事故處理方法

從零序有功選線(xiàn)的基本原理出發(fā)，結合現場(chǎng)實(shí)際數據的分析，闡述了作為線(xiàn)性變換的對稱(chēng)分量法用于分析具有很強非線(xiàn)性過(guò)程的單相接地故障的局限性。在客觀(guān)地分析了零序有功選線(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎上，提出了一種實(shí)用的單相接地故障事故處理方法。
關(guān)鍵詞：小電流接地系統；零序有功功率；單相接地故障

Fault line detecting with zero sequence active power and optimization of single phase grounding fault disposing process about neutral grounding via arc extinguishing coil system

XUE jin-wa

( Lanzhou Petrochemical Company of Gansu Province, Lanzhou 730060, China )

Abstract: Combining analysis of practical data with the basic principle of fault line selection based on zero sequence active power, the localization of symmetry component method as a linear transform when it is used in analysis of single phase grounding fault which has very strong non-linear process is expatiated. Basing on impersonally analysis about strongpoint and shortcoming of fault line detecting with zero sequence active power, an applied method about single phase grounding fault disposing is motioned.
Keywords: neutral indirectly grounding system , zero sequence active power , Single phase grounding fault , optimization

0 引言
在我國，6KV-66KV系統廣泛采用小電流接地方式。特別地，當系統零序電流大于一定值時(shí)，采用消弧線(xiàn)圈接地系統。消弧線(xiàn)圈的介入對減小接地點(diǎn)的電流起到了很大的作用，為接地故障處理爭取到了寶貴的時(shí)間。同時(shí)，消弧線(xiàn)圈的介入對小電流接地系統的接地保護配合造成了空前的困難。面對這種情況，如何處理好系統接地故障，保證配電網(wǎng)平穩運行是擺在運行人員面前的一個(gè)大問(wèn)題。
在目前很多6KV、10KV和35KV系統中，廣泛采用“零序有功功率最大”原理的選線(xiàn)裝置。過(guò)去的運行經(jīng)驗表明：這種選線(xiàn)裝置的選線(xiàn)正確率很低。特別是在消弧線(xiàn)圈接地系統中，由于消弧線(xiàn)圈的介入，使之有惡化的趨勢。面對這種情況，如何正確、快速地處理單相接地故障成為配電網(wǎng)平穩運行的一個(gè)瓶頸。本文通過(guò)對零序有功選線(xiàn)原理的充分認識，從技術(shù)和管理兩個(gè)方面著(zhù)手，提出了一套比較可行的辦法。

1對零序有功選線(xiàn)原理的討論
1.1 原理簡(jiǎn)介
如圖1所示為一中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統。在回路N的C相有一接地故障。

零序有功選線(xiàn)原理認為：當回路N發(fā)生單相接地故障時(shí)，在故障點(diǎn)處出現了參數不對稱(chēng)。如果對故障點(diǎn)處的狀態(tài)量進(jìn)行對稱(chēng)分量分解，既把故障點(diǎn)處的電壓、電流量進(jìn)行對稱(chēng)分量分解，則故障點(diǎn)處的壯態(tài)量可以表示為三個(gè)對稱(chēng)分量的疊加。這樣，在系統非故障點(diǎn)的參數完全對稱(chēng)的情況下，系統可以解耦為三個(gè)對稱(chēng)系統的綜合。既：正序系統、負序系統和零序系統。各個(gè)系統可以進(jìn)行獨立的計算。因此，對于零序系統而言，只有在故障點(diǎn)處存在一個(gè)零序電壓源，該電壓源從系統吸收能量，然后注入到零序系統的各節點(diǎn)、各支路。而不存在別的任何電源。所以，故障回路成為各正?；芈妨阈蚰芰康奶峁┓?，因此，對于零序有功而言，故障回路的零序有功功率為最大。這就是零序有功選線(xiàn)原理的理論基礎。
1.2 對零序有功選線(xiàn)原理的質(zhì)疑
1)對于目前的零序有功選線(xiàn)裝置，在故障初期的很短時(shí)間內完成了數據采樣(例：某公司生產(chǎn)的有功選線(xiàn)裝置設定為0.5s)即在與消弧線(xiàn)圈串聯(lián)或并聯(lián)的阻尼電阻被短接之前完成了數據采樣。而在這一段時(shí)間之內，正是弧光電阻非線(xiàn)性變化最為嚴重的時(shí)期。這樣，作為建立在線(xiàn)性變化基礎上的對稱(chēng)分量法是否能夠很好地作為這一非線(xiàn)性時(shí)期的線(xiàn)性近似？簡(jiǎn)單的說(shuō)，這一時(shí)期內運用對稱(chēng)分量法是否合理？
2) 對稱(chēng)分量法運用的前提條件是除故障點(diǎn)外系統各處的參數完全對稱(chēng)，這樣正序、負序和零序之間才能解耦。而實(shí)際上系統各回路各相對地的絕緣電阻是不相等的，所以對于有功功率而言，正序、負序和零序之間并不解耦，換句話(huà)說(shuō)，正序電壓也會(huì )產(chǎn)生零序電流。因此，流過(guò)故障回路的零序電流不單單是零序電壓作用的結果。所以，由零序電壓和零序電流計算而得的零序有功功率直接受到正序和負序電壓的干擾，這可能是故障回路零序有功功率并非最大的原因之一。
1.3 對于目前使用的零序有功選線(xiàn)系統的可利用點(diǎn)
在目前的消弧線(xiàn)圈接地系統中，為了防止諧振過(guò)電壓，都要在消弧線(xiàn)圈系統中串聯(lián)或并聯(lián)一個(gè)阻尼電阻。這個(gè)阻尼電阻對零序有功選線(xiàn)原理的保護配合是有利的。因為，在故障條件下，在阻尼電阻上要消耗大量的零序有功功率。這個(gè)零序有功功率不會(huì )受正序和負序的影響，它純粹是零序電壓作用的結果，這個(gè)零序有功功率流經(jīng)故障回路大大地增加了故障回路零序有功功率的值。這對零序有功選線(xiàn)方法是有利的。

2 接地故障處理過(guò)程的優(yōu)化
基于以上的分析，我們可以得出兩個(gè)啟發(fā)性的結論：第一， 由于正序電壓和負序電壓的干擾以及非線(xiàn)性的影響，故障回路的零序有功功率不一定是最大的；第二， 由于阻尼電阻的作用，故障回路的零序有功功率不可能太小。 這對接地故障處理過(guò)程的優(yōu)化提供了可能。
2.1 技術(shù)上的優(yōu)化
對故障情況下各回路按照零序有功功率從大到小進(jìn)行排序，以零序有功功率最大的回路優(yōu)先級別最高，其余類(lèi)推。
2.2 對管理上的一點(diǎn)建議
在事故情況下，從事中壓配電工作的運行人員應該做為一個(gè)整體出現，而不是各自為陣。實(shí)現人員合理分配，統一調度，多點(diǎn)同時(shí)操作。確保能夠快速、高效地排除故障。

3 現場(chǎng)運行數據的分析
表1所示為過(guò)去一年中某一6KV系統出現接地故障時(shí)的數據匯總。

由六次故障的數據可以看出，零序有功選線(xiàn)裝置僅有兩次正確選線(xiàn)，選線(xiàn)準確率僅為33%左右。并且這兩次正確選線(xiàn)都是在故障點(diǎn)平穩接地、在事故處理過(guò)程中平穩操作的情況下，故障由II段轉移至I段時(shí)出現的。真正在弧光電阻條件下選線(xiàn)準確的沒(méi)有一次。而故障回路的零序有功功率進(jìn)入前三位的概率為83%左右，這就是說(shuō)，當我們把故障回路的范圍放在零序有功功率最大的前三個(gè)回路上時(shí)，有80%以上的故障可以快速地得到排除。如果事故處理過(guò)程的管理比較得當，在聯(lián)系一次并聯(lián)的條件下排除接地故障的概率在80%以上。

4 結論
目前小電流接地系統中普便采用的零序有功選線(xiàn)裝置存在較大的局限性，選線(xiàn)正確率很低，但 如果把范圍放大一點(diǎn)，最大限度地利用現有的裝置所能得到的數據，采用合理的管理，解決單相接地故障處理的這個(gè)瓶頸問(wèn)題是可能的。