李伟
国网福建省电力有限公司安溪县供电公司
摘 要：本文通过对比了不同接地方式及其接地故障保护方法的技术特点，分析了小电流接地系统改为低阻接地、消弧线圈并低阻接地以及采用主动干预消弧时存在的问题，针对不同类型的配电网，给出接地方式与接地保护方法选择的建议。
关键词：接地方式；接地故障；消弧；保护
0引言
目前，中国中压配电网中性点主要有不接地、谐振接地和低阻接地三种方式。其中，不接地系统与谐振接地系统应用最为广泛，统称小电流接地系统。由于对不同接地方式优缺点与适用性、小电流接地故障的消弧方法、单相接地故障保护方法，还存在不少模糊甚至错误的认识，提出的接地方式改造与接地故障保护方案不尽合理，达不到提高系统安全性与可靠性的预期。
本文总结国内外经验，分析对比了几种接地方式及其对应的接地故障保护方案的技术特点；针对不同类型的配电网，给出接地方式与接地保护方法选择的建议。
1关于接地故障的认定与保护正确动作率
低阻接地系统中，调度人员主要依据保护是否动作来认定接地故障。中国低阻接地系统通常采用定时限零序过电流保护，动作定值一般不低于40A。可见，低阻接地系统与小电流接地系统的接地故障认定标准有很大的差距。低阻接地系统中，只统计保护能够动作的低阻接地故障，保护正确率显然偏高。如果按照统一的标准进行故障认定，低阻接地系统保护的正确动作率可能会低于小电流接地选线装置。
2低阻接地方式的适用性
低阻接地方式也存在明显的缺点：①瞬时性故障也会导致跳闸，供电可靠性降低。②不利于实现高阻接地保护。③单相接地故障电流大、接地点地电位升高幅度大，存在接触电压与跨步电压触电风险。
低阻接地方式主要适用于大城市核心区的纯电缆网络。一方面因为电缆网络里瞬时性故障比例较低，采用谐振接地方式提高供电可靠性的效果不像在架空网络里那样显著；另一方面，电缆网络里不存在导线坠地与树闪之类的高阻故障。
3小电流接地系统改造为低阻接地系统
小电流接地系统改为低阻接地系统仅适用于纯电缆网络，因为架空线路瞬时性故障比例高，系统改造后保护跳闸率显著上升；而且低阻接地系统的零序过电流保护达不到可靠切除高阻故障的目的。
小电流接地系统改为低阻接地系统，除在变电站安装接地电阻装置以及断路器、配电变压器处加装零序电流保护外，还要改造其中电气装置的接地装置，以限制接地故障时地电位的升高，减少触电风险。
4消弧线圈并联小电阻接地方案
消弧线圈并联小电阻接地方案又称为灵活接地方案。在现有谐振接地方式基础上，增加与消弧线圈并联的自动投切小电阻。当系统出现单相接地故障时，首先利用消弧线圈灭弧，若接地故障在设定时间内未消失，则认为故障是永久性的，投入并联小电阻由零序 过电流保护动作切除故障。
该方案尽管保留了谐振接地系统瞬时性接地电弧自动熄灭的优点，但因为是通过投入小电阻解决保护问题，仍然不能可靠切除人体触电、导线坠地与树闪等高阻故障，同时还 需要改造系统中的接地装置。
5消弧线圈并联中电阻接地方案
该方案也是在谐振接地系统中发生永久性接地故障后投入并联电阻，所不同的是投入阻值大于150 Ω的中电阻，由此产生数十安的附加有功电流。附加电流经故障线路流入故障点，因此可以根据零序有功功率的方向可靠地识别出故障线路。因为并联的电阻较大，在高阻故障时系统仍有较大的零序电压，因此保护耐过渡电阻的能力也比较高。
6主动干预型消弧方案
主动干预型消弧方案又称接地故障转移方案，其基本思路是：在接地故障后将故障相在母线处与大地短接，以减小实际故障点电流并使接地电弧熄灭，同时根据操作前后线路零序电流的变化实现故障选线。
该方案的优点是适用于不同规模的不接地与谐振接地系统，可避免间歇性电弧引起的过电压，存在的主要问题：①母线短接装置出现误操作或绝缘击穿故障时，会造成母线短路；②发生高阻接地、弧光接地故障时会出现选相错误，导致短接非故障相母线；③雷雨季节接地故障频发，变电站母线频繁短接，存在安全隐患。
7结语
随着对供电可靠性要求的提高，配电网接地保护问题日益得到了人们的重视，但对配电网应该采用什么接地方式与接地保护方法，在一定程度上还存在分歧，需要加强研讨，凝聚共识，形成优化的解决方案在全国推广。低阻接地系统零序过电流保护耐过渡电阻能力低，并不能解决高阻保护问题，而且采用低阻接地方式，系统发生瞬时性故障时也会造成跳闸，因此低阻接地方式仅适用于全电缆网络。鉴于接地装置改造涉及的大量投资与工作量，现有采用谐振接地方式的电缆网络不宜再改为低阻接地系统。对于已处于欠补偿状态系统，如变电站内没有空间安装新的消弧线圈，可通过引出线在站外安装固定补偿的消弧线圈，亦可采用分布式补偿措施。另一方面，在消弧线圈中串联非线性电阻可以很好地抑制串联谐振过电压，对于电容电流比较大的系统，可有意使系统处于一个合理的欠补偿状态，以减少消弧线圈投资。
近年来，小电流接地故障保护技术取得了突破，达到了实用化要求，直接跳闸切除小电流接地系统中永久性单相接地故障，既可以保留其瞬时性故障自动熄弧的优点，又可避免系统长期带接地点运行带来的事故扩大化的危害，是配电网运行方式的发展方向。
参考文献
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作者简介:
作者信息：李伟，国网福建省电力有限公司安溪县供电公司，工程师