電線電纜廠家上海起帆電纜股份有限公司針對煤礦供電系統的特點，研究不同方式的小電流接地系統及其發生單相接地故障時的特點和相應的接地選線方式，對應用范圍廣、可靠性高的選線保護方式進行分析，利于煤礦正確選擇供電系統運行方式及接地選線保護方式。上海新念電線電纜是上海起帆電纜股份的經銷商，成立于2002年與起帆合作有長達15年之久，被起帆牌電纜評為優質經銷商。 

⑴中性點不接地系統

對于單電源多饋線中性點不接地系統，線路發生單相接地故障時系統呈現如下特點：對于金屬性接地，整個系統中出現零序電壓，系統中各點的零序電壓相等；所有非接地線路上的零序電流相位相同，超前零序電壓90°，接地線路的零序電流方向則相反，滯后零序電壓 90°；接地線路零序電流的量值為所有非接地線路零序電流量值之和。

根據特點可以判斷接地故障的發生并啟動選線電路，多數選線設備都采用這一原理；根據特點可在每路饋線的開關柜上裝設零序電流互感器，通過鑒別零序電流方向實現接地選線保護（方案1，又稱比相式原理）。這種方案又分為零序電流與零序電壓比相和零序電流比相，比相式保護不必進行整定計算，能適應系統饋電線路數的不斷變化，動作靈敏、可靠，運行、維護方便能適應所有中性點不接地系統，因而應用廣泛；根據特點可采用反應接地故障電流穩態幅值的保護（方案2），其主要原理是通過零序電流互感器和濾波電路將各線路零序電流引入，同人為設定的保護啟動定值相比，零序電流高于定值的人為接地線路。這種保護方式需要對電容電流進行實測或估算，并對啟動定值進行整定和靈敏度校驗。對線路長短差別較大的系統無法保證每條線路都有足夠的靈敏度。當系統規模變化時會直接影響選線保護動作的靈敏度，每退出1條線路都相應降低保護的靈敏度，特別是較長線路退出時靈敏度下降更為嚴重，需重新整定啟動定值。對系統出線較少、故障電流與線路自身電容電流相差不大、甚至還低時會降低靈敏度，產生拒動或誤動，或無法確定啟動定值，影響系統的可靠運行。為克服這個弊端，可采用“群體比幅方式（方案3）選擇接地故障線路。“群體比幅方式”也是基于零序電流幅值的1種選擇性保護，該原理視接于同一條母線上的所有線路為1個“群體”，單相接地故障時。根據零序電壓的變化，通過“零序電壓啟動元件”啟動“群體比幅電路”，對該群體每條線路的零序電流信號同時進行幅值比較，幅值最大的優先動作，然后閉鎖其他所有線路的保護動作。由于故障線路的零序電流等于所有非故障線路零序電流之和，絕大多數情況下前者的幅值最大，所以這個原理的靈敏度及可靠性較高。“群體比幅原理”選線保護，以每條線路零序電流的實際值為基礎，實現實時幅值相對比較，不需整定計算，具有自適應性質，巧妙地回避了所有難以定量的可變因素，克服了定值比較的弊端。一般情況下，1個“群體”只要多于2條線路就能保證有足夠的動作靈敏度。

⑵中性點經消弧線圈接地系統

中性點不接地電力系統，當規模較大、線路較長時電容電流相對較大。據中國礦業大學對 68個煤礦的電網實測，電容電流大于20A的電網43個，占 63.2%。礦井規模不斷擴大，這種情況更加突出。電容電流較大的電網發生單相接地故障時會產生持續電弧燒壞電纜或設備，或由于間歇性電弧導致2.5～3倍的過電壓而危及整個網絡絕緣?！睹旱V安全規程》第420條規定：“礦井高壓電網的單相接地電容電流不得超過 20A”。采用中性點經消弧線圈接地的系統，當發生單相接地故障時形成與接地電容電流大小相近、方向相反的電感電流與電容電流相互補償，使接地電流變得很小或等于 0，消除接地處的電弧以及由此產生的一切危害。此外，消弧線圈的存在還可以顯著減小故障相電壓的恢復速度，減小電弧重燃的可能性，使單相接地故障自動消除。中性點經消弧線圈接地系統發生單相接地故障時，系統有如下特點：①由于采用過補償方式，流經故障線路的電流為補償后的電流IL-IJD，電流數值很小，與每條線路的電容電流接近，方向與接地故障電流IJD相反，即于非故障相電容電流相反。②故障線路電流含有大量高次諧波，以二次和五次最多，而非故障相以基波分量為主，高次諧波較少。根據特點①采用比相式原理的方案（方案1）失掉選擇性，將故障電流穩態值與定值相比較的方案（方案2）也無法采用。根據特點②可采用反應接地線路穩態電流高次諧波分量的原理（方案4），將故障線路與非故障線路電流中的高次諧波分量檢出進行比較，即可判斷故障線路。由于高次諧波的絕對數值視系統結構而變，很難計算，可以實測出故障時讀數和非故障時最長線路，確定保護的合適定值，不可避免存在與方案2類似的弊端。由群體比幅原理可知，當接地線路零序電流大于任意1條非接地線路零序電流時，即可正確進行選擇性保護。由于大部分經消弧線圈接地的電網能滿足“群體比幅原理”的應用條件，因而“群體比幅原理”可以有條件地應用于經消弧線圈接地的系統。

⑶中性點經消弧線圈并高電阻接地系統

中性點經消弧線圈接地系統由于電感的暫態特性，過電壓值仍較大，和中性點不接地系統相當，只是時間較短。為解決這個問題，有些單位曾采用中性點經高電阻接地系統，在單相接地故障時增加接地電流的有功分量使接地電流略有增加，對衰減中性點電位、抑制電弧過電壓有較顯著作用，但有的情況下不僅不能衰減中性點電位，反而增大單相接地電流，以及很少采用。目前，國內外正在推廣中性點經消弧線圈并高電阻接地系統，有效抑制共振過電壓和線性諧振過電壓，是煤炭系統6～35kV較大電網理想的接地方式。  

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