小電流接地配電網(wǎng)的單相接地電流比較小,對(duì)于采用諧振接地方式的配電網(wǎng)來(lái)說(shuō),故障線(xiàn)路的電流甚至比非故障線(xiàn)路還要低,再加上相當(dāng)一部分故障是間歇性的,使得采用常規(guī)的基于穩(wěn)態(tài)零序電流的保護(hù)方法難以準(zhǔn)確地檢出故障線(xiàn)路來(lái)。長(zhǎng)期以來(lái),由于缺少可靠的故障選線(xiàn)手段,我國(guó)供電企業(yè)主要依靠人工拉路選擇故障線(xiàn)路,使得健全線(xiàn)路也出現(xiàn)不必要的停電。根據(jù)東部某省統(tǒng)計(jì),由單相接地拉路選線(xiàn)造成的短時(shí)停電占到所有短時(shí)停電次數(shù)的40%。而接地故障得不到及時(shí)處理,因間歇性弧光接地產(chǎn)生的過(guò)電壓可能使健全線(xiàn)路絕緣擊穿,引發(fā)兩相接地短路故障;如果電纜線(xiàn)路發(fā)生接地故障,長(zhǎng)時(shí)間的接地弧光電流也可能燒穿故障點(diǎn)絕緣,使其發(fā)展為相間短路故障。
歐洲大陸國(guó)家普遍采用小電流接地方式,主要通過(guò)在出現(xiàn)永久接地后的消弧線(xiàn)圈二次側(cè)投入一個(gè)并聯(lián)電阻的方法解決故障選線(xiàn)問(wèn)題,并聯(lián)電阻產(chǎn)生約20a的阻性接地電流。大部分國(guó)家(如芬蘭、意大利等)采用有功功率方向繼電器選線(xiàn),法國(guó)電力公司(edf)開(kāi)發(fā)了一種采用desir法的保護(hù)裝置,其工作原理是通過(guò)測(cè)量所有饋出線(xiàn)路的零序電流,計(jì)算出其中的阻性分量,選擇阻性分量最大、相位相反的線(xiàn)路作為故障線(xiàn)路。近年來(lái),投入并聯(lián)電阻的方法在我國(guó)也獲得了應(yīng)用,不同之處是產(chǎn)生的電流較大(約40a),通過(guò)檢測(cè)零序電流的幅值選出故障線(xiàn)路來(lái)。此外,國(guó)內(nèi)廠家還開(kāi)發(fā)了一種稱(chēng)為小擾動(dòng)法的選線(xiàn)技術(shù),通過(guò)人為改變消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償度,人為增大故障線(xiàn)路零序電流解決選線(xiàn)問(wèn)題,其思路與投入并聯(lián)電阻的方法類(lèi)似。
投入并聯(lián)電阻的方法放大了接地電流,而且需要安裝電阻投切設(shè)備,存在成本高、有安全隱患的缺點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì),隨著微機(jī)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展,利用故障產(chǎn)生的暫態(tài)信號(hào)的選線(xiàn)技術(shù)取得了突破。我國(guó)在暫態(tài)選線(xiàn)技術(shù)的研究上已居世界前列,目前已有數(shù)千套暫態(tài)選線(xiàn)裝置在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。德國(guó)也開(kāi)發(fā)出一種采用庫(kù)倫—電壓法的暫態(tài)選線(xiàn)裝置,通過(guò)比較電流的積分(電荷量)與暫態(tài)電壓的變化選擇故障線(xiàn)路,在德國(guó)、愛(ài)爾蘭等國(guó)家獲得了成功的應(yīng)用。暫態(tài)法靈敏度高,適用于間歇性接地故障,而且不需要在變電站安裝附加設(shè)備,發(fā)展前景廣闊。
小電流接地故障的定位問(wèn)題也是一個(gè)長(zhǎng)期困擾電力部門(mén)的難題。而在消弧線(xiàn)圈的二次側(cè)投入并聯(lián)電阻后,通過(guò)比較線(xiàn)路上不同點(diǎn)零序電流的幅值,可以實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段的定位。為便于識(shí)別故障信號(hào),有的故障定位系統(tǒng)采用將并聯(lián)電阻周期性投入/退出的方法,以在故障線(xiàn)路上產(chǎn)生幅值周期性變化的零序電流。近年來(lái),已開(kāi)發(fā)出了比較暫態(tài)零序功率方向或比較暫態(tài)零序電流相似性的故障定位方法,實(shí)際故障定位效果良好,進(jìn)一步豐富了小電流接地故障定位的技術(shù)手段。
小電流接地配電網(wǎng)的接地過(guò)電壓危害,主要是配電網(wǎng)長(zhǎng)期帶接地點(diǎn)運(yùn)行并且接地點(diǎn)存在間歇性燃弧現(xiàn)象造成的。采用暫態(tài)選線(xiàn)技術(shù),能可靠地檢出間歇性燃弧接地故障,及時(shí)動(dòng)作于跳閘切除故障線(xiàn)路,完全可以避免接地過(guò)電壓引起的相間短路故障。
缺少可靠的故障選線(xiàn)與定位手段一度是影響供電企業(yè)選擇小電流接地方式的重要因素。目前來(lái)看,采用投入并聯(lián)電阻的方法或暫態(tài)選線(xiàn)方法,故障選線(xiàn)與定位的成功率能夠超過(guò)90%,使小電流接地故障選線(xiàn)與定位難的問(wèn)題得到解決,為推廣應(yīng)用小電流接地方式創(chuàng)造了條件。