浅谈为什么小电流接地选线准确率低？

浅谈为什么电力系统中小电流接地选线准确率低？

首先，系统小电流接地选线仍然是国内外同行及技术研究还在继续研究的课题。

先说我国电力系统运行现状：

我国3～66KV中压配网系统中，大部分采用中性点不接地或经消弧线圈接地运行方式，针对此类电网供电系统，当系统中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，因此称为“小电流接地系统”。而实际运行也表明，3～35KV电网系统发生单相接地几率最高，约占系统电气总故障的85%以上，当系统发生单相接地故障时，故障相电压迅速降低（接近为零），而非故障相电压则上升到相电压的√3倍，使得非故障线路对地电压升高，线路及设备绝缘受到严重威胁，从而影响到电力系统的安全运行。根据我国电力系统现行运行规定，在发生单相接地故障后，电网仍可运行2个小时，大大提高了系统的供电可靠性。但从实际运行情况看，此类故障还是严重威胁部分电力系统安全运行，特别是钢铁、冶金、化工等特殊用电企业相对的电力系统用户，从接地故障到发生短路事故时间很短。所以针对此类故障，为了能够及时处理故障，使系统尽快恢复正常，选出故障回路，以便快速处理接地回路，而准确地选线是前提，找出故障线路并排除故障以免事故扩大和设备损坏，对系统安全非常重要。而且随着现代电网的快速发展，这样的矛盾越来越突出，目前我国95%以上的用电用户都是选择小电流接线选线方式进行选线，同时也是两难之选，为什么这么说呢？是因为小电流接地选线的准确率实在太低，无论是工况机还是单片机都不能做到较高的选线准确率，或是选错，甚至是不选，这让很多用户头疼不已。

目前常见小电流接地选线的几个工作原理（暂态选线和稳态选线）：

一、 零序功率方向原理
零序功率方向原理的小电流接地装置就是利用在系统发生单相接地故障时，故障与非故障线路零序电流反相，由零序功率继电器判别故障与非故障电流。

二、 谐波电流方向原理
当中性点不接地系统发生单相接地故障时，在各线路中都会出现零序谐波电流。由于谐波次数的增加，相对应的感抗增加，容抗减小，所以总可以找到一个m次谐波，这时故障线路与非故障线路m次谐波电流方向相反，同时对所有大于m次谐波的电流均满足这一关系。

三、 外加高频信号电流原理
当中性点不接地系统发生单相接地时，通过电压互感器二次绕组向母线接地相注入一种外加高频信号电流，该信号电流主要沿故障线路接地相的接地点入地，部分信号电流经其他非故障线路对地电容入地。用一只电磁感应及谐波原理制成的信号电流探测器，靠近线路导体接收该线路故障相流过信号电流的大小（故障线路接地相流过的信号电流大，非故障线路接地相流过的信号电流小，它们之间的比值大于10倍）判断故障线路与非故障线路。
高频信号电流发生器由电压互感器开口三角的电压起动。选用高频信号电流的频率与工频及各次谐波频率不同，因此，工频电流、各次谐波电流对信号探测器无感应信号。
在单相接地故障时，用信号电流探测器，对注入系统接地相的信号电流进行寻踪，还可以找到接地线路和接地点的确切位置。

四、 首半波原理
首半波原理是基于接地故障信号发生在相电压接近最大值瞬间这一假设。当电压接近最大值时，若发生接地故障，则故障相电容电荷通过故障线路向故障点放电，故障线路分布电感和分布电容使电流具有衰减振荡特性，该电流不经过消弧线圈，故不受消弧线圈影响。但此原理的选线装置不能反映相电压较低时的接地故障，易受系统运行方式和接地电阻的影响，存在工作死区。

五、其他部分原理及检测方式

零序残流增量、有功电流、有功电流与相位配合、功率方向、群体比幅比相、零序基波时序鉴别、负序电流、暂态电流、零序导纳增量等选线原理

分析小电流接地选线准确率低的主要原因：

就目前市场来看，小电流故障接地选线装置存在着众多选线原理，很多方法和原理还只停留在理论研究上，离实际产品应用还有很长的路要走。在一些电力系统中，系统参数复杂，比如使用环境，设备老化，部分产品质量问题，系统运行方式也经常改变，准确率一般能到70%就很不错了，保障接地故障选线准确性需有两个条件，一是信号特征要明显，二是信号要有足够的强度，但由于小电流接地系统发生单相接地故障电流太小，间歇性电弧不稳定等诸多原因，虽然小电流接地选线有十多种接地故障检测方式，但都不理想，根本原因在于选线信号弱且易受干扰，间隙性弧光接地，铁磁谐振时系统工况复杂，至使选线准确率降低，严重影响供电可靠性和运行安全。