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摘要：进入二十一世纪以来，受社会发展的影响，带动了我国电力韩各样的进步。现阶段，电力系统接地事关系统稳定运行，设备安全及人员安全，从这个出发点，中性点接地方式选择至关重要，通过阐述中性点接地方式以及当前主流接地方式的优缺点，针对此次变电站小电流接地改造项目中改造的必要性、接地补偿原理、接地装置的应用以及注意点进行分析，为其它变电站改造提供指导和规范。
关键词：接地；中性点；小电流
引言
我国 6～66kV 的中压配电网系统大多采用小电流接地方式。小电流接地系统发生单相接地故障时，非故障相对地电压升高为线电压，若发生间歇性弧光接地则会引起电弧接地过电压，长时间的运行还会导致故障点的增多，进而引发相间短路，使电力系统安全受到严重的威胁。因此，单相接地故障选线定位问题是供电部门的一个长期困扰，目前尚无非常完备有效的解决方案。现有的接地故障分析处理方法多是仅有理论分析或基于仿真数据，这些研究与实际测量得到的数据分析结果有较大的出入，使得故障诊断判据在实际应用中还不是很理想。文献[4]提出了一种基于暂态零序电流数据动态时间弯曲距离的小电流接地故障区段定位方法，故障定位效率较高。文献[5]通过建立网络树状图和可疑故障区域，利用改进 D-S证据理论得到故障区域，融合多样信息，提高定位准确性。在大数据在电力系统应用方面介绍了配电网大数据的各个技术环节，并预测了不同的应用场景。文献[7]基于公共信息模型建立了智能电网大数据统一应用架构，实现异构数据的融合。这些研究目前主要停留在理论阶段，本文将大数据技术应用于小电流接地系统接地故障检测，以寻求一种新的数据处理方法对故障数据进行诊断分析。
1影响小电流接地系统选线的因素分析
目前存在的小电流接地故障选线方法都不是尽善尽美的，为更好地实现小电流接地系统单相故障选线，要了解影响选线的因素。
（1）与中性点接地方式有关。由系统的工作原理可知，中性点不接地系统与经消弧线圈接地系统的故障特征是不同的，因此选线方法有显著不同。
（2）与线路的长短与结构有关。单相接地故障电流是系统对地电容产生的，线路的电容与线路长短和结构相关。一般来说，线路长度与对地电容成正比，电缆线路的对地电容比架空线路大。
（3）与系统故障方式有关。单相接地故障电流与接地阻抗有关，不同的接地阻抗产生的接地电流是不同的，因此小电流接地系统的选线要满足不同故障情况下故障电流采集的准确性。
（4）与零序电流互感器、电压互感器有关。一般采用零序电流互感器获得故障电流，电压互感器采集零序电压，通过这些电气特征量进行选线。电流互感器、电压互感器的精度、质量影响故障选线的质量。
2变电站小电流接地系统改造
根据统计信息，目前广东电网 10kV系统中性点接地装置主要用于 110kV 变电站，占全电压等级的 82%，其余部分用于35kV和 220kV变电站。10kV系统接地方式主要包括以下五种：
中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地、故障相经电抗器接地以及中性点经消弧线圈并联小电阻接地。
其中经消弧线圈接地和经小电阻接地为主要接地方式，占比分别到 57%和 23%。同时对小电流接地系统配置接地选线装置以检测故障接地线路，统计数据显示在消弧线圈接地方式元器件故障中选线故障包含误选和漏选比例达到 50%以上。
针对中性点经消弧线圈接地方式，系统发生接地时，由于补偿后接地点残流很小，同时根据要求消弧线圈必须处于过补偿状态，此时接地线路和非接地线路流过的零序电流方向相同，零序过流、零序方向保护无法检测出故障接地线路，出现误选和漏选的几率较大。基于补偿后故障点电流接近于零，故允许线路带故障运行 2h，增强供电可靠性的同时也为故障查找提供足够时间。但不力的一面是，允许带接地故障允许 2 小时，若此时接地点附件有人员经过或接触，易发生人身伤害或死亡，会造成了严重的社会影响。于此同时，如果运行方式发生改变时，因补偿不当会引起谐振过电压，同时不能消除弧光接地过电压，单相接地过渡阶段的高频振荡电流电弧效应往往会引发相间短路，大大增加电网风险。
对中性点经小电阻接地方式，小电阻值一般为 20Ω 以下，单相接地电流限制在 0.4kA- 1.0kA。接地故障时，故障线路电流较大，零序保护对检测故障有较好的灵敏性，基于线路零序电流保护，快速检测出接地故障线路并实现切除，减少接地故障时间，防止设备事故扩大，同时保障人员人身安全。设备发生接地时，设备跳闸次数增加，加速开关设备的损耗；故障线路切除对供电连续性的影响可通过设置重合闸功能得到良好的补充，有效改善供电的可靠性。由于小电阻接地故障中性点电流较大，当保护动作不及时或拒动时，将对接地点及附近的绝缘造成影响，同时有可能引起接地变后备保护动作而扩大设备跳闸范围。发生高阻接地时，此时电流较小，达不得零序保护动作整定值时，保护不动作，故障可能进一步发展威胁设备和人员安全。
中性点经消弧线圈并联小电阻接地方式可看做消弧线圈和小电阻接地的“结合版”，其原理是故障接地时，自动检测故障电流实施动态补偿，瞬时故障时，故障电容电流经消弧线圈补偿后，电弧熄灭，接地电流消失，不跳闸。此时故障未消除，当故障为瞬时性故障时，故障电流检测到并实施补偿，保护不跳闸，瞬时故障消除后，线路继续正常工作；当故障为永久性故障时，故障电流一直存在，消弧线圈补偿一段时间后，判断为永久性故障，投入小电阻，使馈线零序保护动作跳闸切除故障。小电阻投入时消弧线圈只做接地电抗器且近乎被小电阻短接而不进行动态补偿，当故障线路隔离以后，系统恢复正常运行，自动退出小电阻（图 1）。
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图 1 中性点经消弧线圈并联小电阻接地系统示意图
结语
小电流接地系统的单相接地故障检测一直是电力系统中亟待解决的问题，本文根据单相接地故障录波数据特点，提出了小电流接地系统接地故障大数据分析平台的设计方案，包含数据集成、数据存储、数据预处理、数据挖掘及数据应用等模块，各个模块间根据不同业务要求进行配合，并选择相应的数据处理方法。平台具有数据集成、分析处理和管理运行等方面的功能。
本文着重论述了大数据平台中故障数据库的搭建工作，包括设计思路与该数据库在实际电网中的应用情况，提出的基于故障突变点的录波数据筛选方法，可有效提高数据库分析效率。
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