淺析煤礦電網含并聯供電線路的小電流選線

張永

（大唐呼倫貝爾能源開發有限公司）

【摘要】對煤礦電網含并聯供電線路的小電流進行選線時，可以使用相間電流差的并聯線路接地選線方法，對各個線路中的故障相進行對比，計算出各項之間的電流差，就可以有效判斷出出現故障的線路。在研究過程中還應用了PSCAD 仿真

動模實驗，即使實際的供電方式和實驗不同，也不會影響最終的結果，可以準確判斷故障線路，檢測中該方式有很強的抗干擾能力。下面就對這些方面進行分析，希望給有關人士一些借鑒。

【關鍵詞】煤礦電網 并聯供電線路 小電流選線

在煤礦接地電網中小電流接地系統經常被使用，但是在使用中經常發生故障，例如出現拒動、誤動等問題，直接影響煤礦并聯供電系統的安全和穩定。該線路設置較長，而且運行中產生較大的負荷，當接地選線出現問題后，運行中發生故障信號和故障相互疊加，進而出現誤動和誤操作，為了確保選線的準確性，可以使用相間電流差的方式處理，確保煤礦電網運行的安全與穩定。

一、分析使用相間電流差的方式進行選線的技術

可以參考圖1了解小電流接地系統正常運行時相電流情況，但是當發生故障之后，相電流的分布情況會發生很大變化，可以參考圖2進行分析。為了以后方便分析，讓相關人員清楚二者的不同以及選線的技術要點，設定分析的系統屬于三相對稱的，其電源電壓分別是EA、EB、EC，對于中性點位移電壓屬于故障前衛U0，其中的線路2與線路1電容分別是C2和C1，通過該線路的各相電流負荷是IJAl，IJBL，其中的j=1、2，屬于線路的序號。小電流接地系統單相接地故障相電流如果煤礦電網中出現單相接地故障，相間電流差就是If，非故障相的電流差是其的一半，也就是If，/2，非故障相的電流差都是0，由此可見，相關技術人員在故障檢測時，利用線路中故障差進行故障判斷，電流差最大的線路就是故障線路，在實踐中得到了很好的應用。

二、并聯供電線路的小電流選線的重要依據分析

在選線過程中，為了保證最終的準確性，要先對系統內的零序電壓進行選擇，系統運行時會出現二次側零序電壓，如果設定的有效值超出了系統的閥值時，例如當電壓是15V時，就可以斷定系統已經發生了單項接地故障。進行故障相判斷時，如果最低的相電壓比額定相電壓低30%時，那么電壓最低的一相就是故障相，如果最低電壓比額定電壓的30%高，如果其中性點不接地，要以正相序作為故障的判斷基準。中性點出現欠補償情況，要將正相序作為基準。對各相的電流差進行計算時，要將故障相作為基準，相間電流差最大的將會作為故障線路。

三、分析選線仿真實驗的原理和方法

可以參考圖3了解仿真驗證原理，研究中使用 PSCAD做建模仿真，五條線路的長度分別是5km、12km、8km、10km、15km，在電源側的電壓為35kV，通過35 kV/6 kV，Y/d連接的變壓器，然后再對各個支路進行供電，該變壓器的額定容量是10MVA。建立線路模型過程中，應用了分布參數的Bergeron模型，零序電感是34.4e-3 H/km，零序參數是零序電阻0.23Ω/km，零序電容是3.8e-8 F/km。對于架空線路的正序參數是正序電阻，阻值為0.17Ω/km，正序電容是6.1e-8 F/km，正序電感是7.6e-3 H/km。

兩條線路在并聯時，其電流是不平衡的，必須對線路l 4 做好不平衡設置，在此過程中要對中性點經消弧線圈接地，中性點不接地系統接地情況進行仿真。仿真結果如下所示。

從數據對比中就可以看出，如果系統的中性點不接地，以故障作為基準的電流差是最大的，如果其中一條并聯線路出現故障，也滿足故障作為基準的電流差是最大這一原則，故障接地電阻會不斷增加，非故障線路與故障線路電流差會進一步減少。除此之外，對于中性點警告消弧線圈的接地系統而言，對于故障線路而言，以故障相作為基準，其相間電流差是最大的，在并聯線路中其中一條線路出現故障，也符合上述理論，但是在實踐的推移下，故障接地電阻值會不斷增大，因此非故障線路和故障線路之間的電流差會進一步縮小。從上述的仿真結果分析，使用的小電流接地方法是可以實行的，對于有并聯的線路系統更加適合，在傳統的系統當中，如果并聯線路中的一條線路出現故障，不能及時判斷具體是哪一條出現故障，應該該方法解決了這一問題，在此基礎上，該方法在金屬性接地和經低阻接地故障中也非常適合使用。

四、對動態模擬試驗的分析

模擬中使用了6kV系統，中性點經消弧線圈接地，消弧線圈的脫諧度可以調整，消弧線圈的投入也可以控制。在該電網中電源的側電壓是35 kV，通過35 kV/6 kV和變壓器的各個支路進行連接，該變壓器的額定容量是10MVA，設置的功率因數是0.8，在該線路中一共有2條架空線和3條電纜，對于l 4線路實施了不平衡設置，電容電流為50A。進行中性點不接地模擬，再利用高速采樣方式進行結果的處理，最終得到如下數據。

通過試驗數據可以得出，在并聯電網中如果出現線路單相接地故障，將故障相作為基準點，其相間的電流差是最大的，這一結果和工作人員的理論分析一致，由此可見這一方法在實踐中可以應用，檢測前做好必要的準備工作即可，取得的效果很好。

通過以上對煤礦電網含并聯供電線路的小電流選線方法分析，這一方法能夠有效將故障線路選擇出來，同時對于并聯線路而言，可以直接知道是哪一條發生故障，供電方式不同對故障檢測沒有任何影響，因此使用范圍得到了擴大。通過實踐應用發現該方法不僅檢測精度高，故障相接地相位不會對其產生影響，接地方式也不會對結果產生影響，檢測方法有很強的抗干擾性，因此在煤礦并聯線路小電流選線中得到了廣泛的應用。

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