关于接地变经电阻接地方式的继电保护设计与配置

关于接地变经电阻接地方式的继电保护设计与配置

发表时间：2017-07-24T17:07:20.033Z 来源：《基层建设》2017年第10期作者：邓泽宏

[导读] 摘要:本文对电阻接地的系统中，零序电流的获取以及相关的保护配置，同时结合国家有关的规定，制定出保护的方案。并分析了在此系统中加入分布式发电，继电保护需要注意的问题。

国网四川省电力公司遂宁供电公司四川遂宁 629000

摘要:本文对电阻接地的系统中，零序电流的获取以及相关的保护配置，同时结合国家有关的规定，制定出保护的方案。并分析了在此系统中加入分布式发电，继电保护需要注意的问题。

关键词：分布式发电，变压器差动保护，电阻接地系统

1、电阻接地系统以及继电保护的初步应用

伴随着经济的高速发展，我国的电力行业也发生着翻天覆地的变化。现如今在国内，许多城市的配电网已经抛弃了曾经的架空线路，选择了更为先进的电缆线路，这对于电阻的接地系统来说是一个展示自己的绝佳机会。这种接地方式的优势在于，在系统发生故障的时候，对城市通信以及运行设备来说其影响的限制可以降至最低，且中性点设备不需要大规模的投资。既可以降低系统发生事故的概率，又对系统的安全运行有了保障。对现有的架空供电线路来说，可使用自动重合闸装置来提高对用户供电的稳定。

对于电阻接地系统来说，其保护装置可以快速的依据检测到的故障的电流，及时的切断配电系统中的接地线路，这可以有效的解决一个故障点发展成两个接地点的故障，对于后续的故障线路维修工作来说也是以及有利，可以节约维修时间。

如果电网突发了单相的接地故障时，此时人为的会增加一个与电网接地电容电流相位相差90°的有功电流，这之后经过故障点的电流，就等于电容电流以及有功电流的总和。可以这么说，按照零序电流和电阻性电流的大小或者方向对于区别是否是故障之路是非常容易的。

因为在单相接地发生故障时，其电流强度一般较大，所以只能切除线路。因此其保护的配置可以有瞬时电流的速断保护，两段式的零序保护以及低电压闭锁的过流保护。以上这几种保护其作用位置均为跳闸。而对于架空输电线路来说，应配置一些多次的自动重合闸，这可以使得在发生瞬时性的故障时，可以快速的恢复正常的供电，如果出现了永久性的故障，可以加速继电保护的动作与跳闸。对于电缆输电线路来说，考虑到其发生永久性故障的可能性较大，所以没有安装自动重合闸的必要。此外，为了使发生故障后可以对故障线路进行有效的切除，并保护设备的安全，同时考虑到故障线路的保护以及开关可能存在着拒动，因此在中性点的接地电阻回路中需要另外安装电流互感器，并同时接入零序后备保护装置，在适当的调节延时之后，就可以作用于跳开变压器低压侧的开关。

2、关于电阻接地系统中的零序保护

2.1 零序电流

现如今，大多数城市中使用在为手车式的中低压系统馈线开关，在馈线的出线端采用的则是电缆线路，其零序过滤器会为零序电流提供必要的保护电流。使用零序电流过滤器的理由有以下几个：首先是几个电流互感器的变比存在着一定的误差，其次是伏安特性也存在着差别，最后是励磁电流也有着不同，所以在正常运行的时候，平衡电流是不存在的。在相间故障发生的时候，不平衡电流会和一次电流呈现正比关系，这对于提高零序电流的保护灵敏度来说是非常不利的，而且这也给后续的保护整定带来了不便。为了解决问题，需要使用零序电流互感器，将其安装在馈线电缆终端的下方，安装在这个位置有利于零序电流的整定，有利于保护灵敏度和可靠性的提升，有利于解决因代路时的零序环流而导致的停电现象。

对于中压系统来说，需要通过专用的接地变压器继而通过电阻才可以接地。而接地变压器中起到保护作用的正是零序电流。并且零序电流作为中压系统的母线，接地变压器的引线接地的故障保护以及馈线零序电流保护的后备保护。

2.2 零序电流保护的配置和整定

对于单电源小电阻的接地保护来说，就可以选用一些较为简易的零序电流进行保护。其零序功率的方向保护方面则可以利用故障线路与非故障线路的零序功率的方向不同来进行辨别，并最终可以进行有选择的保护。这种保护方式适用于零序电流的保护与其灵敏度要求不想匹配的时候以及接线复杂程度较高的网络中，然而零序电流互感器的极性的判断并不是一件容易的事，而且在实际现场操作中，也出现过越级情况的发生。

接地电阻的零序电流保护的动作值，需要依据躲开不平衡负荷的极值的时候，届时通过接地电阻的电流来进行适时的调整。而且其动作时间应与所携带馈线最长的零序过流时间互相结合。

在取得上述的动作电流的时候，默认因为电流互感器匝数以及变比出现的误差所产生的不平衡电流，要小于因负荷等一些别的原因而产生的不平衡电流。要不然就应该取二者中，较大的一个作为稳定的数据。

可以用参考馈线的方式来观察电容器的零序保护方式，而且，对于其装置和整定也能发挥一定的作用。在小电阻的接地系统中，过渡电阻出现的可能比较大，尤其是在单相接地的时候，在这个时候，故障电流也会发生变化。保护元件的灵敏度也会降低，所以在报警功能的系统中建议提高其灵敏度。

3 电阻接地系统的变压器差动保护

电阻的接地方式，具体有以下两种：一种是在母线上通过接地变接地。另一种就是变压器三角形的侧面通过曲折变压器的接地方式。第二种方法在我国的广东，上海等地有着很多的应用。而在马来西亚的国家电网公司也有着应用。

在33kV的系统发生单相接地的故障时，此时会有零序电流通过主变压器的开关向着接地变压器流去，只需要在主变压器的低测压的二次回路这边出现零序电流的分量即可。从而在主变压器的差动回路中将会形成零序的差动电流，若此时的零序差动电流与差动保护电流的启动值有一定的差距时，差动保护将有一定几率出现误动。在现阶段的国内工程的一些应用中，有以下两种方案可以进行解决:第一种是在保护装置的硬件以及软件均不滤除零序的分量。而在变压器的差动保护在整定的时候，躲过系统的单相接地故障时的零序电流为最大。而此方案的有一个极大的缺陷，就在于差动的保护的启动值需要与区外的故障最大零序电流互相避开，这对于动作来说增加了难度，对灵敏度来说不可避免的造成了降低。特别是在所使用的变压器与接地变压器共用的情况下，在国内的一部分现场工程中，最大的按照0.7In 的定值来进行整定。第二种就是在国外的工程在应用中，如马来西亚的国家电网公司，就希望通过比率差动的保护的灵敏度来对变压器匝间的故障得以体现。而其差动的启动电流大多数情况下整定为0.2 In ，单位是变压器的二次等值额定电流。根据实际的现场工程的数据反馈情况，并经过一定的计算后得出，其差动电流应为1588A。这个数值大于0.2 In ，所以需要软件上进行零序电流的有效消除，可以说这是东南