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Q:小电流接地故障的定位问题是一个长期困扰电力部门的难题,现在技术方面有何新的进展和突破?
徐丙垠:故障定位通常指的是利用配电终端或故障指示器采集故障信号并上传至配电自动化主站,由其定位故障点所在的线路区段。
长期以来,国内外对小电流接地故障的定位问题关注不够,其技术成熟度也不如故障选线技术。
近年来,随着对供电可靠性问题的重视以及配电自动化技术的发展,我国在接地故障定位技术的研究与应用方面做了大量的工作,取得了突破性的进展。
目前,我国应用的故障定位(指示)方法主要有两种:一种是中电阻法,通过检测投入中电阻产生的附加零序电流(约40A)检测接地故障,其判据为:故障点位于最后一个检测到附加电流的终端的下游相邻区段上。为提高检测的可靠性,一般是周期性(如时间间隔1s)地投切中电阻,产生一个交替变化的附加零序电流信号。另一种是暂态法,通过记录并比较线路上两个检测点的暂态零序电流波形检测故障区段,其判据为:故障点前非故障区段两侧的零序电流极性相同、幅值相近、波形相似,而故障区段两侧的暂态零序电流极性相反、幅值与波形都有很大的差异。人工接地试验与实际故障定位结果表明,上述两种方法故障定位的成功率都能够达到90%。
Q:这些年,我国安装了大量的能够自动隔离用户侧故障的分界开关,这些分界开关隔离小电流接地故障的实际应用效果如何?
徐丙垠:自动分界开关俗称为“看门狗”,用于小电流接地系统中,能够在用户侧发生永久接地故障时自动跳闸,避免系统带接地点长期运行。我国一些供电企业,如北京电力公司,使用自动分界开关隔离小电流接地故障,在防止用户侧故障影响系统正常运行上发挥了很大的作用。但就整体情况来说,分界开关隔离小电流接地故障的效果还不是很理想,拒动与误动现象还是比较严重的。
Q:分界开关拒动与误动的原因是什么?
徐丙垠:相当一部分是产品质量、整定不合理以及管理维护不到位的问题。另外一个很重要的原因是产品选型不当,原理上有缺陷。
目前,我国应用的分界开关绝大部分采用零序过电流原理,按躲过用户系统最大电容电流整定,其依据为:流过开关的零序电流在系统侧故障时等于下游用户系统的电容电流,而在用户侧故障时是上游整个系统的电容电流。显然,这种零序过电流原理仅适用于中性点不接地系统。对于谐振接地系统来说,受消弧线圈补偿电流的影响,流过分界开关的零序电流可能小于用户系统本身的电容电流,会导致开关拒动。
至于分界开关误动在原理方面的原因,主要是在系统侧发生间歇性接地故障时,零序电流中存在幅值很大、不断出现的暂态电流,导致计算出的工频零序电流幅值远大于整定值,因此会出现误动。实际小电流接地故障中,有大约15%的故障是间歇性的,如果不采取专门的防误动措施,由间歇性故障引起的误动比例是比较高的。
Q:对于谐振接地系统来说,应该选用什么样的小电流接地故障分界原理?
徐丙垠:与故障选线类似,有两种方法可选。一种方法是中电阻法,在中电阻投入期间,通过检测有功功率的方向实现故障分界,前提是分界开关要安装有测量零序电压的互感器或传感器。另一种方法是暂态法,通过检测暂态零序电流的幅值实现故障分界,整定值按躲过系统侧接地时用户系统暂态零序电流的最大值整定。
Q:国家电网公司最近修订的《配电网技术导则》要求尽快、就近隔离小电流接地故障,请您对此谈谈自己的看法。
徐丙垠:过去我国电网运行规程允许小电流接地系统带接地点运行2小时,尽管有利于提高供电可靠性,但也存在接地过电压引起事故扩大化的问题,特别是引起主变绝缘击穿,将造成其所带负荷全部停电的严重后果;此外,若接地故障是因导线坠地引起的,还存在引起触电事故的风险。如果能在发生永久接地故障后及时隔离故障,则既能保持其能够自行清除瞬时性接地故障的优点,又能避免配电网长期带接地点运行的安全隐患。
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