一、供電網絡穩定運行安全性與可靠性

1、影響安全性因素

隨著經濟的快速發展，城市的用電量不斷增加，人們對配電網供電安全可靠性相關問題倍受關注。配網小電阻接地方式可快速地切斷線路單相接地故障，縮短線路故障時間，有效避免了接地故障導致電壓升高進而損害電氣設備，提高了電網保護系統對單相接地故障檢測的及時性和準確性。電力系統可靠性包括對故障的充裕度和穩定運行安全性兩個方面。

2、影響連續供電因素

中性點零序小電阻接地方式代替傳統的不接地接地系統成為大城市配電網升級改造的首選，一定程度上改善了城市中電流增長速度帶來的壓力，但是同時也帶來了許多新的問題。供電可靠性是指供電系統持續供電的能力。

電力系統可靠性是通過定量的可靠性指標來度量的，可以是故障對電力用戶造成的不良影響的概率、頻率、持續時間，也可以是故障引起的期望電力損失及期望電能量損失等。

二、中性點零序接地系統

1、中性點不接地

我國配電網廣泛采用中性點不接地與消弧線圈接地（稱為小電流接地）方式，且允許帶接地點運行一段時間。這一做法有利于瞬時性接地故障電弧自行熄滅，減少跳閘率，提高供電可靠性；長期以來，我國配電網在不同的程度上存在消弧與消諧裝置運行不正常、接地選線與定位裝置檢測精度不高。在電源端安裝接地檢測裝置經常出現誤報和漏報現象。所以采用中性點小電阻接地方式成為了無奈選擇。

2、就近隔離接地故障

國家電網與南方電網都在修訂配電網運行規程，要求快速就近隔離小電流接地故障。以消除事故擴大的風險，進一步提高供電安全性與可靠性。

3、零序三相不對稱

對中性點經小電阻接地方式下電網故障診斷的時間減少效率高。當發生單相接地故障后，三相電路的對稱性受到破壞，故障點就出現明顯三相的不對稱，通過檢查零序電壓和電流能及時發現故障。

4、高阻接地危害性

單相接地故障大多是因為絕緣劣化或過電壓損傷，發生間歇性或瞬時性弧光接地，受線路電容電流影響，故障點電流的變化很小甚至沒有變化，在變電站側就難以檢測到。單相電弧光接地故障發生時對空氣放電，電弧溫度很高，電流是很小，并不影響電網供電，但由于電弧對設備溫度升高對絕緣體破壞嚴重，所以在變電站還沒有跳閘以前，最好要能及時發現故障點，這樣就起到了單相弧光接地故障的預警作用。

5、并聯小電阻方式

為實現單相弧光接地故障能快速發現切除，目前有效的方法是將變電站不接地系統或經消弧線圈模式改為并聯中性點經小電阻接地方式。改造過程需要在變電站保護系統中加裝接地變、電阻柜并在接地變中性點處安裝零序電壓互感器、接地變保護中加裝零序保護裝置和控制器。

三、中性點小電阻接地保護弊大于利

1、漏報

中性點接地時電流環境發生變化，接地電氣參數設置與接地電流匹配不一致，使接地故障零序電流保護值的整定難度加大，誤報漏報經常發生。

2、上下級保護難以配合

小電阻接地方式運行經驗的相對缺乏和二次設備的配合問題是制約其供電可靠性提高的主要不利因素。

3、誤動

中性點小電阻接地方式下小電流選線裝置原理方面存在缺陷，單相接地小電流被中性點接地小電阻放大，雖然能準確檢出，但是達到了速斷定值引起接地保護跳閘。

4、誤差大

在面臨單相接地電弧高阻、間歇性等故障時，系統仍然不能準確檢出故障。若發生單相接地故障時線路繼續運行，因非故障的兩相對地電壓升高，就要引起網絡的其它部分絕緣被擊穿，發展成為相間短路。單相接地故障要跳閘，相間短路也要跳閘，是早跳閘好還是晚跳閘好，又是一個兩難選擇。目前采用的三相零序互感器檢測接地故障，是沒有辦法區分是單相故障跳的？還是相間短路故障跳的。

5、保護動作

按照目前已有的數據分析，經變電站速動跳閘隔離的單相接地故障的準確性只有40%，其余的60%的小電阻接地系統單相接地故障保護動作不能確定原因。變電站改造成小電阻接地系統雖然能夠快速檢測接地故障，同時也帶來接地保護誤動率過高問題。過多的跳閘反而使故障事態擴大，全線停電影響用戶用電。同時還會引起線路殘存電容過電壓無處泄放，進而損壞設備，破壞系統安全運行。

四、改進故障檢測方法

1、接地保護參數整定

小電阻接地保護系統下，由于改變了故障的電氣特征，但是接地保護參數要不斷的重新整定，浪費大量人工，而且效率很低。每一次接地故障的電氣參數都不一樣，變電站出口接地保護裝置就難以判斷準確。

2、分布式診斷

引入分布式的智能環網柜故障診斷技術架構，利用配網自動化終端設備自帶接地故障檢測裝置是有效方法。配電網故障檢測和診斷是配電網日常運行維護面臨的重點和難點問題。利用智能環網柜分布式故障檢測方法對單相接地故障進行分析和判斷。

3、分析接地故障特征

通過對接地故障特征進行深度挖掘分析，尋求具有廣泛適應性的接地故障特征，提高故障判研精度。基于單相接地故障特征的新型算法研究，制定新型可靠單相接地故障檢測方法。

4、結合先進的AI技術

引入智能環網柜將故障信息進行轉化，直接采用現場開關柜檢測電網接地故障診斷策略。建立配電網單相接地故障特征診斷模型，使得電網單相接地故障的診斷的效率和精度明顯提高。通過實景應用準確檢出大量接地故障數據。

5、實現故障綜合監測

應用先進的軟硬件設計方法，以配網運行狀態監控過程數據為分析基礎，實現小電流單相接地選線。應用錄波技術和超大規模邏輯電路，實現數據采集完全硬件化；應用同步采樣技術，保證了分析數據的精準。程序算法針對難度最大的正反序功率角計算開發成功了自主知識產權的核心算法。裝置還運用其它多種算法使選線運算更加可靠、穩定。裝置還具有先進的分析機制，能夠區分除單相接地以外，引發零序電壓升高的電網諧振及其他電網異常事件。裝置實現了低阻接地選線正確率達到１００％，高阻接地選線正確率99％（不誤動）的準確度。

五、綜合檢測解決方案

1、變電站保護配合

在變電站方式單相接地保護跳閘后還需要派人現場巡線查找故障點。依靠配網自動化裝置的優勢可以實現在節點上快速檢測單相接地故障。

2、智能環網柜

采用智能環網柜實現檢測隔離一次完成，實現小電流接地故障準確率100%。智能環網柜自動化成套設備配合變電站接地保護信息，能夠實現故障定位、故障隔離、負荷監控、線路轉供、帶電合環轉供等技術流程。

編輯：jq