消弧线圈接地系统采用中值电阻选线的研究
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【摘 要】本文通过分析中性点不接地、经消弧线圈接地和经电阻接地三种方式，提出了中性点经消弧线圈并联电阻的接地方式，并分析了该方案的选线原理。实际的运行结果表明，该方案能准确、快速地选出故障线路。
【关键词】并联电阻；消弧线圈；小电流接地
0 引言
近年来，随着我国国民经济的发展，对煤炭需要的加大，使得煤矿的产量越来越大，煤矿井下电缆出线日渐增多，系统对地电容电流急剧增加，接地弧光不易自动熄灭，容易产生间隙性弧光过电压，进而造成相问短路，使事故扩大。当发生单相接地故障时，如果采用中性点不接地方式，由于电容电流较大，导致弧光不能自熄，严重威胁着电力系统的安全运行。中性点不接地和经消弧线圈接地时，单相接地故障电流小、有利于故障自恢复、电磁兼容性好，但过电压水平高，接地故障检测困难。中性点经电阻接地有利于限制过电压水平，接地故障易于检测，但电阻值较小时故障电流大，对电磁兼容性和人身设备安全应予以重视。通过对比中性点不接地、经消弧线圈接地和经电阻接地三种方式的优缺点，文章提出一种经消弧线圈并联中值电阻接地的中性点接地方式是合适和可行的。因为这种方法吸取了中性点不接地和经电阻接地的优点，既考虑了单相接地故障电流小、有利于故障自恢复、电磁兼容性好；又有利于限制过电压水平，接地故障易于检测。可见，这是一种很好的方法。
1 消弧线圈接地系统带来的选线问题
由于消弧线圈的存在，它有补偿作用，减小了故障线路的零序电流，原有的不接地方式下的选线原理不再适用。
我国的《煤矿安全规程》明确规定：矿井高压6kV电网的单相接地电容电流不得超过20A。为克服这一缺点可采用中性点经消弧线圈接地的系统，当发生单相接地故障时形成与接地电容电流大小相近、方向相反的电感电流IL.与电容电流IC，相互补偿，使接地电流变得很小或等于0（一般为防止电网发生串联谐振等不利现象，采用K=IL/IC>l的过补偿方式），消除接地处的电弧，以及由此产生的一切危害。此外，消弧线圈的存在还可以显著减小故障相电压的恢复速度，从而减小了电弧重燃的可能性，使单相接地故障自动消除。由于并联高电阻增加了接地系统的有功分量，消弧线圈补偿了接地电流，因而可以加速系统储能的衰减，有效抑制共振过电压和线性谐振过电压，使故障相的恢复电压幅值和上升速度下降，电弧接地过电压值明显下降，接地电流明显减小，并且可以采用全补偿和过补偿运行方式，解除了对脱谐的顾虑，是煤炭系统6～35kv较大电网理想的接地方式。
2 消弧线圈接地系统的补偿
2.1 完全补偿
它虽可使接地点的电流为零，但却有严重的缺点，因为此时正是电路满足串联谐振的条件。如果三相对地电容不相等或断路器三相不同时合闸时，出现的零序电压在串联谐振回路中产生很大的电流，此电流在消弧线圈上会产生很大的压降，使电源中性点的电压大大升高，造成设备的绝缘损坏，因而不宜采用这种补偿方式。
2.2 欠补偿
当欠补偿时，即IL>IC∑，分两种情况：①如果补偿以后的接地电流，大于本身线路电容电流ID，故障线路零序电流将减少，且方向由线路流向母线。②如果补偿以后的接地电流ID，小于本身线路电容电流，故障线路零序电流不但大小变化，且方向也变为由母线流向线路。上述情况表明，在欠补偿方式下，故障线路零序电流（功率）的方向是不固定的。同时，考虑到因运行方式变化系统电容电流IC∑减少时，有可能又出现串联谐振。因此，这种补偿方式很少采用。
2.3 过补偿
过补偿就是IL
并联电阻的作用是抑制过电压和为接地故障检测提供有功电流信息。
当发生单相接地故障且电网零序电压超过整定值时，按预先设定的脱谐度调节消弧线圈至补偿状态。在故障初始阶段不接人并联电阻，以充分发挥消弧线圈补偿故障电流、减缓故障相恢复电压上升速度的作用，提高瞬时性故障自恢复概率。经过一段时间，如零序电压持续存在，接人并联电阻，首先消除可能存在的消弧线圈电感与电网对地电容串联谐振引起的虚幻接地现象，如零序电压仍然存在，则认为电网发生永久性接地故障，利用电阻的投切进行故障选线。
脱谐度小的消弧线圈将产生各种谐振过电压，电网中各种操作及电网发生其它故障时都可能产生危险的过电压。因此电网正常运行时，消弧线圈的脱谐度越大越好，最好是退出运行。采用中性点经消弧线圈接地方式，能有效的限制发生单相接地故障时流过接地点的故障电流，达到灭弧作用，因此提高供电可靠性、电气设备和线路的绝缘水平，对通信系统的干扰等方面具有很好的作用。这已被大量的实际运行经验所验证。
4 结束语
现有的接地选线方法，在中性点改为经消弧线圈接地后，有的已不能再用，有的虽然能用但有较大的局限性，选线效果不理想。采用消弧线圈接地方式后，增加了单相接地故障选线的难度。而本设计中的消弧线圈并联中值电阻选线的方法综合利用了两种接地方式的优点，对瞬时性接地和永久性接地均能提供灭弧功能，在发生永久性接地时，通过瞬时投入中值电阻，准确选出故障线路，大大提高了供电的可靠性，兼具了消弧线圈接地系统和小电阻接地系统的优点，是一种较为理想的新型接地方式。为解决小电流接地系统的接地选线问题提供了一种有效途径。
【参考文献】
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