小电阻接地变压器零序电流保护改进

许少青

广东立胜综合能源服务有限公司（广东佛山528000）

【摘要】传统主变低压侧接地变压器在发生单相接地故障时，有可能会发生不必要的跳开变压器低压侧分支断路器，扩大故障停电范围，为解决这一问题，本文提出了一种改进方案，通过现场对软件进行改造即可避免停电范围发生没必要的扩展，希望能为相关工作人员提供一定的参考。

关键词：小电阻接地；接地变压器；零序电流保护

1引言

随着配网系统对地电流电容的大幅增加，为了解决传统配网中存在的故障电流偏小导致定位故障困难、单相接地时过电压严重等问题，小电阻接地方式在大城市的配网系统中得到越来越广泛的运用[1]。

传统的零序过流保护方案没有经过相关优化，因此虽然简单可靠但会发生在运行某些系统时停电范围莫名扩大，造成负荷不必要的浪费[6]。为了解决这一问题，需要在保证原有可靠度的基础上对传统的零序过流保护方案进一步进行优化，并使之得到推广应用。

2小电阻接地变压器零序电流保护方案改进原理

考虑到系统在实际运行中的需求，我们在众多的接地系统故障选线方式中选择了以下具有较高实用性以及较小复杂性的保护方案。决定小电阻接地系统单相接地故障电流的大小的因素有故障点的过渡电阻、电网对地电容以及系统中性点接地位置的阻抗[2]。

小电阻接地变压器零序电流保护方案改进原理就是在发生故障时，利用变压器低压侧的两个分支中流过的零序电流特征进行故障判断，进而对判断为有故障的分支进行切除分段断路器操作，这样就能减少不必要的分支负荷损失[3]（如下图2）。

图1 接地变压器接线示意图

图2 零序电流保护改进方案

改进原理如下：上图1中，当分支A发生接地故障时，首先判断流经A分支的零序电流是否超过了最低电流IOSA，如果超过了，再判断I0A是否大于k倍IOB，若大于，则可判断为A分支故障。此时的故障处理操作是，当接地变零序电流大于电流动作定值时，便可在延时ts1后将分支A的分段开关切除跳开，在延时ts2后将故障分支A跳开，在延时ts3后将变压器各侧跳开。若B分支发生故障，判别方式和处理措施与A相同[4]。

此外，为了避免因系统故障或其他复杂因素导致上述故障分支判别方式无法实现，改进方案特意保留了传统的零序过流保护动作逻辑，即在时限ts1内同时切断分支A、B的分段开关，在时限ts2内切断A、B分支线路，在时限ts3内切断变压器各侧。

由此可见，新的电流保护方案既保留了传统电流保护方案的可靠性，又能够智能选择切除故障分支，避免了不必要的浪费。新的电流保护方案只需要在传统方案的基础上增加两个分支电流即可，方案的实用性也较强。

3小电阻接地变压器零序电流保护方案的改进措施

接地变的过流保护装置分为两种：①一种是专门进行了接地变保护装置的设置，由此装置进行专门的接地变三相电流以及零序电流的收集，来进行接地变保护。②另一种是将接地变保护装置集成于主备一体化微机型设置里，在接地变主变保护装置中增加了收集零序电流、三相电流和相应保护逻辑功能[5]。

想要实现在微机型继电保护装置中进行接地变零序过流保护方案的改进，需要装置能够采集到接地变零序电流I0，同时还需要能够采集到A、B分支的三相电流，并经过计算得出流过A、B分支的零序电流，或者能够直接采集到流经分支A、B的零序电流，这样才能进行故障分析判断。因为主备一体化微机型中的主变保护配置中已经具备上述全部的模拟量，因此对这种改进方式来说，不需要改造接线以及硬件设备，只需要对软件逻辑部分进行一点修改，就能实现相关改进。

相比来说，上述第一种接地变过流保护装置的设置就比较麻烦，除了需要进行软件的更新之外，还需要增加两个接入A、B分支的零序电流，包括进行接线以及硬件设备的相关改造。这种改进方案对于那些已经投入运营的设备来说，实现起来比较困难，由此也可说明主备一体化微机保护具有更强的现场适应性[6]。

4结语

综上所述，传统配网系统中小电阻单相接地故障电流保护方案具有一定的不足，会导致故障范围扩大、负荷浪费的情况，因此有必要对小电阻接地变压器零序电流保护方案进行相关改进。改进方案既保留住了传统过流保护的可靠性、简易性，又增加了实用性，新方案只需要在传统方案的基础上增加两条分支电流、对现场设备进行软件上的修改即可方便快捷准确的判别出故障分支，并且在实际运行中不需要增加额外整定值，判别出来后可以自动进行相关电路分支的切断操作，缩小了故障范围，减少了负荷浪费，具有很高的实际应用性。

参考文献：

[1]李景禄，周羽生.关于配电网中性点接地方式的探讨[J].电力自动化设备，2004，24(8)：85-86，94.

[2]林志超.中压电网系统中性点接地方式的选择与应用[J].高电压技术，2004，30(4)：60-61，64.

[3]贺志锋，刘沛.对中压配电网中性点接地方式的研究[J].电力自动化设备，2002，22(9)：70-72.

[4]李景禄，王鹏. 关于配电网中性点接地方式的探讨与分析[J].华北电力技术，2003(12)：10- 12，15.

[5]唐艳波.变电站35 kV系统小电阻接地方案研究[J].电力自动化设备，2006，26(5)：99- 101.

[6]徐绍麟.城市电网10kV低阻接地系统中接地变压器零序保护接线方案[J].继电器，2003，31(9)：35-39.