物理期刊投稿淺析采用小電流接地選線裝置的必要性

　　在電力系統中，單相接地是一種常見的臨時性故障，以下是小編搜集整理的一篇物理期刊投稿：探究采用小電流接地選線裝置必要性的論文范文，供大家閱讀參考。

　　【摘 要】小電流接地選線裝置，簡稱小電流接地選線或小電流。小電流接地選線裝置是電力行業使用的保護設備。該設備適用于3kv-66kv中性點不接地或中性點經消弧線圈接地系統的單相接地選線，用于電力系統的變電站、發電廠、水電站及化工、冶金等廠礦企業的供電系統，能夠指示出發生單相接地時的故障線路，便于運行值班員及時、準確的處理。

　　【關鍵詞】選線裝置 接地系統 零序電流

　　1選用小電流接地選線裝置的意義

　　1.1小電流接地系統的特點

　　在電力系統中，單相接地是一種常見的臨時性故障，根據實際運行經驗和數據統計，發生單相接地的故障占總故障率的70%以上。短路故障也多為單相接地后演變為多相接地而形成的。例如在生產、生活中電動機繞組單相絕緣擊穿對地放電，電纜被盜剝，電纜芯外漏對地放電，架空線路斷線等等。當發生單相接地后，會引起弧光過電壓的問題，影響系統的安全運行。

　　1.2小電流接地系統的優、缺點

　　優點：主要可以避免接地故障跳閘，提高供電可靠性，大部分情況下，接地電弧能自動熄滅，電網自動恢復正常運行。

　　缺點：發生單相接地時，非故障相電壓升高1.732倍，危害電網絕緣，接地點間歇性的拉弧，線路電容反復充放電，電壓升高可能達到3.5倍，這樣絕緣薄弱地方甚至被擊穿造成短路。同時繼電保護配置較困難，接地電流小，接地電弧不穩定，選擇接地線路比較困難，一般都采用拉路法尋找故障線路，瞬時中斷供電，嚴重時會造成停電事故

　　1.3發生單相接地時的處理

　　逐條拉路(轉移負荷或者改變運行方式)尋找故障線路，這樣非故障線路也會造成短時停電，反復的倒閘操作(很容易造成誤操作事故)，如果接地時間太長，非故障相升高到線電壓極有可能造成電器設備絕緣薄弱環節的擊穿而發展成事故。這對要求連續供電的企業會造成影響。

　　通過小電流接地選線裝置可以找出接地線路從而發出信號(或報警)，然后由運行人員采取措施后(轉移負荷)再切除故障線路，這樣可以大大提高電力供應中的安全、經濟性。

　　2接地選線保護的原理

　　2.1零序電流原理

　　利用故障線路零序電流大于非故障線路零序電流的特點，區分出故障線路和非故障線路，該原理在系統的電容電流較小，線路又長的情況下較難滿足選擇性的要求。

　　2.2零序功率方向原理

　　系統發生單相接地故障時，利用故障與非故障線路零序電流反向(故障線路的零序電流滯后零序電壓90°，非故障線路的零序電流超前零序電壓90°)的特點來實現的，目前，采用這一原理的裝置很多，但對中性點經消弧線圈接地的系統無效。

　　2.3諧波電流方向原理

　　由于變壓器鐵芯非線性的影響，電網中除存在基波外，還存在一系列的諧波成分，故可利用5次或7次諧波電流的大小或方向構成選擇性接地保護。對于中性點經消弧線圈接地系統，因消弧線圈的作用是對基波而言的，5次或7次諧波電流的分布規律與中性點不接地系統一樣，所以該原理仍然可行。但5次或7次諧波含量相對基波而言小的很多，所以靈敏度低，在接地點存在一定過渡電阻的情況下將出現拒動現象。

　　這種判斷諧波電流方向原理的選線裝置不受運行方式的影響，已應用于裝有三相電流互感器或零序電流互感器的變電所。

　　2.4首半波原理

　　利用接地故障發生在相電壓接近最大值這一瞬間，故障線路暫態零序電流第一個周期的首半波與非故障線路相反的特點實現，但該原理不能反映相電壓較低時的接地故障，且受接地過渡電阻的影響較大，同時也存在工作死區。

　　綜上所述，常用的幾種選線原理都存在著自己的不足，因此，將各個原理有機的結合起來，揚長避短，使選線成功率達到更高。

　　3零序電流的采集

　　3.1零序電流的采集

　　若全部為電纜時，每條回路通常都安裝一個零序電流互感器，一般安裝在電纜頭下方;全部為架空出線時，三相均安裝互感器(互感器的精度、變比特性均一致);對于既有電纜，又有架空的出線，三相零序過濾器產生的零序電流與專用的零序電流互感器產生的零序電流極性要一致。

　　3.2零序電流互感器的選用原則

　　零序電流互感器采集的是零序電流，無原繞組，只是將被測回路的導體穿過它的內孔，作為原繞組，匝數只有1匝。當出現單相接地故障時流過接地點的電流均在10以下，精度難以保證，所以要求選用高導磁鐵芯的高精度零序電流互感器，盡可能減少變比誤差和相位誤差，使其在原方電流大于1A時基本能達到變比誤差小于1%，角誤差小于1%，使輸入檢測裝置的電流能精確反映各回路零序電流的大小和相位。提高接地檢測裝置的正確動作率。

　　3.3零序電流互感器的正確使用

　　(1)所有零序互感器的極性必須一致，尤其要注意零序互感器和三相互感器混用的場合，對于有兩段以上的母線的系統，必須保證所有引入裝置的互感器的極性一致。(2)零序電流互感器一般安裝在電纜頭下方，并穿過零序電流互感器的鐵芯窗口后在接地，如果安裝在電纜頭的上方，則電纜頭的保安接地線應直接接地，不用穿過零序電流互感器的鐵芯窗口，嚴格講，這種接法是不允許的，會給將來的維護造成誤解。接地線應與電纜外皮的鎧甲、零序電流互感器的鐵芯絕緣。

　　4綜合自動化變電站小電流接地選線的實現

　　部分變電站采用了基于WINDOWSNT操作系統的微機綜合自動化系統，其小電流接地選線功能的實現硬件上配置簡單、靈活，選線的軟件也不復雜。當某段母線的電壓互感器開口三角電壓(零序電壓)越限時(一般設置為10-20V)，由公用采集裝置檢測出，并向選線功能主站發出信號，功能主站收到信號后，向該段母線上的所有出線保護裝置召集零序電壓、零序電流的向量和，然后計算出接地時電容性無功功率的方向，同時根據各線路零序電流的大小，判出接地的故障線路。

　　目前，小電流接地系統選線保護的選線成功率還不是很高，準確率能達到90%的裝置為數還很少。但是對于出線較多的變電站來講，采用接地選線保護還是有著極其重要的意義。各個廠、站應根據自己的實際情況對選線保護進行配置。

　　參考文獻：

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　　[4]李火元.電力系統繼電保護與自動裝置[M].北京：中國電力出版社，2003年.
 

　　投稿期刊推薦：《現代應用物理》(Modern Applied Physics)期刊是由西北核技術所創辦、西北核技術研究所和國防工業出版社聯合主辦的物理類學術期刊，2010年創刊，原名《應用物理》，2013年4月，國家新聞出版廣電總局批準為正式公開出版刊物。《現代應用物理》本刊主要關注應用物理領域的研究前沿和熱點，發布研究和應用學術成果，增進應用物理研究成果的國際化傳播交流，為科技工作者提供學術技術服務。本刊第一屆組委會共有69人組成，其中院士22人，本刊面向軍隊和地方科研院所，高等院校1500多家單位發行，發行量2100余冊。