浅析小电流接地

[摘 要]小电流接地系统包括不接地、经高阻接地、经消弧线圈接地、和经配电变压器接地。文中主要接受了中性点不接地和经消弧线圈接地电网。

[关键词]小电流接地；应用

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0098-01

小电流接地系统：中性点不接地或经过高阻抗和消弧线圈接地的三相系统，又称中性点间接接地系统。当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，所以这种系统被称为"小电流接地系统"。

一、中性点不接地电网

在小电流接地系统中，若其中一条出线发生单相接地故障，全系统都会出现零序电压，在这个电压的作用下，系统中会出现零序电流。对于故障线路而言，中性点不接地系统中故障线路中的零序电流为非故障线路零序电流之和，方向从线路流向母线；对于非故障线路而言，零序电流就是该线路的电容电流，方向从母线流向线路。接地线路的零序电流方向明显不同于其它未接地线路，相位相差180°；接地线路的零序电流应该是所有线路中值最大的。

在中性点不接地的电网中发生单相接地故障时，只有正序电压和零序电压分量，不存在负序电压分量。单相接地短路时出现的故障电流为电容电流。零序网络中仅有对地电容，即电容电流就是零序电流，因各序电流在线路上形成的压降很小，可以忽略不计，所以正序网络中阻抗为零。

在中性点不接地的电网中发生单相接地故障时，非故障相对地电压为电网的线电压，故障相对地电压为零，电网出现零序电压，它的大小等于电网正常工作时的相电压，但电网的线电压仍是三相对称的。

非故障线路电流的大小等于本线路的接地电容电流。故障线路电流的大小等于所有非故障线路电流之和，也就是所有非故障线路的接地电容电流之和。

故障线路的零序电流滞后零序电压90°；非故障线路的零序电流超前零序电压为90°；故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相位相差180°。

接地故障处的零序电流大小等于所有线路（包括故障线路和非故障线路）的接地电容电流的总和，它超前零序电压为90°。

二、中性点经消弧线圈接地电网

在配电网的中性点装设消弧线圈目的是为降低单相接地电容电流过大造成的各种危害。由消弧线圈的电感电流补偿单相接地电容电流。当发生单相接地故障时，非故障线路流过的零序电流仅仅是该线路的电容电流，而故障线路流过的零序电流是全系统的电容电流减去自身的电容电流。非故障线路的零序电流是从母线流向线路，而故障线路的零序电流是从线路流向母线，两者方向相反，或者说两者反相。小电流系统单相接地时产生的零序电流是系统电容电流，数值甚小，经中性点接入消弧线圈补偿后，其数值更小。这就使选线的难度加大。

当发生单相接地故障时，由于线路设备、故障点的非线性影响，在故障电流中存在着谐波信号，其中以5次谐波为主。经消弧线圈接地系统是按照基波计算的，消弧线圈相当于处于开路状态。可忽略消弧线圈对5次谐波产生的补偿效果。利用5次谐波电容电流作为选线依据，就可以解决经消弧线圈接地系统的选线问题。

三、小电流接地选线装置的应用

对于单相接地故障的检测，传统的方法是采用副二次绕组接成开口三角形的三相电压互感进行检测。为了寻找故障线路，值班员通常采取轮流拉闸的办法来确定具体的故障线路。这种方法，会给安全运行及用户的生产造成一定的影响，降低了用户的供电可靠性。

随着微机技术的发展，出现了微机型的小电流接地选线装置，这种装置可以在不对线路拉闸停电的情况下找到故障线路，因此与传统检测方案相比有很大的优越性。近年来，电力系统出现了多种小电流接地选线原理，对应各种原理许多厂家也开发了不少装置，大致有以下几种。

3.1 零序电流比幅法

利用的是流过故障元件的零序电流在数值上等于所有非故障元件的对地电容电流之和，即故障线路上的零序电流最大，所以只要通过比较零序电流幅值大小就可以找出故障线路。但这种方法不能排除TA不平衡的影响，受系统运行方式、线路长短及过渡电阻大小的影响，且系统中可能存在某条线路的电容电流大于其它所有线路电容电流之和的情况，装置易发生误动，不适用于经消弧线圈接地的系统。

3.2 零序电流相对相位法

是利用故障线路零序电流与非故障线路零序电流流动方向相反的特点，分别从母线流向线路或由线路流向母线，就可以找出故障线路。但这种方法在零序电流值较小、线路较短，零序电压时，相位判断困难，不能适用于谐振接地时完全补偿、过补偿运行方式。

结束语

小电流接地系统单相接地故障是电网最常见的故障之一，当发生单相接地故障时，虽然在高压侧发生了非故障相电压升高和故障相电压降低，引起中性点位移，但线电压仍然是对称的且故障电流小，对供电设备不致造成危害，用户仍可继续工作。 但单相接地故障有可能发展成为两相接地短路故障或其他形式的故障，为保证设备及人员安全，应及时找出接地故障线路以便迅速处理。