浅析煤矿电网含并联供电线路的小电流选线

张永

（大唐呼伦贝尔能源开发有限公司）

【摘要】对煤矿电网含并联供电线路的小电流进行选线时，可以使用相间电流差的并联线路接地选线方法，对各个线路中的故障相进行对比，计算出各项之间的电流差，就可以有效判断出出现故障的线路。在研究过程中还应用了PSCAD 仿真

动模实验，即使实际的供电方式和实验不同，也不会影响最终的结果，可以准确判断故障线路，检测中该方式有很强的抗干扰能力。下面就对这些方面进行分析，希望给有关人士一些借鉴。

【关键词】煤矿电网 并联供电线路 小电流选线

在煤矿接地电网中小电流接地系统经常被使用，但是在使用中经常发生故障，例如出现拒动、误动等问题，直接影响煤矿并联供电系统的安全和稳定。该线路设置较长，而且运行中产生较大的负荷，当接地选线出现问题后，运行中发生故障信号和故障相互叠加，进而出现误动和误操作，为了确保选线的准确性，可以使用相间电流差的方式处理，确保煤矿电网运行的安全与稳定。

一、分析使用相间电流差的方式进行选线的技术

可以参考图1了解小电流接地系统正常运行时相电流情况，但是当发生故障之后，相电流的分布情况会发生很大变化，可以参考图2进行分析。为了以后方便分析，让相关人员清楚二者的不同以及选线的技术要点，设定分析的系统属于三相对称的，其电源电压分别是EA、EB、EC，对于中性点位移电压属于故障前卫U0，其中的线路2与线路1电容分别是C2和C1，通过该线路的各相电流负荷是IJAl，IJBL，其中的j=1、2，属于线路的序号。小电流接地系统单相接地故障相电流如果煤矿电网中出现单相接地故障，相间电流差就是If，非故障相的电流差是其的一半，也就是If，/2，非故障相的电流差都是0，由此可见，相关技术人员在故障检测时，利用线路中故障差进行故障判断，电流差最大的线路就是故障线路，在实践中得到了很好的应用。

二、并联供电线路的小电流选线的重要依据分析

在选线过程中，为了保证最终的准确性，要先对系统内的零序电压进行选择，系统运行时会出现二次侧零序电压，如果设定的有效值超出了系统的阀值时，例如当电压是15V时，就可以断定系统已经发生了单项接地故障。进行故障相判断时，如果最低的相电压比额定相电压低30%时，那么電压最低的一相就是故障相，如果最低电压比额定电压的30%高，如果其中性点不接地，要以正相序作为故障的判断基准。中性点出现欠补偿情况，要将正相序作为基准。对各相的电流差进行计算时，要将故障相作为基准，相间电流差最大的将会作为故障线路。

三、分析选线仿真实验的原理和方法

可以参考图3了解仿真验证原理，研究中使用 PSCAD做建模仿真，五条线路的长度分别是5km、12km、8km、10km、15km，在电源侧的电压为35kV，通过35 kV/6 kV，Y/d连接的变压器，然后再对各个支路进行供电，该变压器的额定容量是10MVA。建立线路模型过程中，应用了分布参数的Bergeron模型，零序电感是34.4e-3 H/km，零序参数是零序电阻0.23Ω/km，零序电容是3.8e-8 F/km。对于架空线路的正序参数是正序电阻，阻值为0.17Ω/km，正序电容是6.1e-8 F/km，正序电感是7.6e-3 H/km。

两条线路在并联时，其电流是不平衡的，必须对线路l 4 做好不平衡设置，在此过程中要对中性点经消弧线圈接地，中性点不接地系统接地情况进行仿真。仿真结果如下所示。

从数据对比中就可以看出，如果系统的中性点不接地，以故障作为基准的电流差是最大的，如果其中一条并联线路出现故障，也满足故障作为基准的电流差是最大这一原则，故障接地电阻会不断增加，非故障线路与故障线路电流差会进一步减少。除此之外，对于中性点警告消弧线圈的接地系统而言，对于故障线路而言，以故障相作为基准，其相间电流差是最大的，在并联线路中其中一条线路出现故障，也符合上述理论，但是在实践的推移下，故障接地电阻值会不断增大，因此非故障线路和故障线路之间的电流差会进一步缩小。从上述的仿真结果分析，使用的小电流接地方法是可以实行的，对于有并联的线路系统更加适合，在传统的系统当中，如果并联线路中的一条线路出现故障，不能及时判断具体是哪一条出现故障，应该该方法解决了这一问题，在此基础上，该方法在金属性接地和经低阻接地故障中也非常适合使用。

四、对动态模拟试验的分析

模拟中使用了6kV系统，中性点经消弧线圈接地，消弧线圈的脱谐度可以调整，消弧线圈的投入也可以控制。在该电网中电源的侧电压是35 kV，通过35 kV/6 kV和变压器的各个支路进行连接，该变压器的额定容量是10MVA，设置的功率因数是0.8，在该线路中一共有2条架空线和3条电缆，对于l 4线路实施了不平衡设置，电容电流为50A。进行中性点不接地模拟，再利用高速采样方式进行结果的处理，最终得到如下数据。

通过试验数据可以得出，在并联电网中如果出现线路单相接地故障，将故障相作为基准点，其相间的电流差是最大的，这一结果和工作人员的理论分析一致，由此可见这一方法在实践中可以应用，检测前做好必要的准备工作即可，取得的效果很好。

通过以上对煤矿电网含并联供电线路的小电流选线方法分析，这一方法能够有效将故障线路选择出来，同时对于并联线路而言，可以直接知道是哪一条发生故障，供电方式不同对故障检测没有任何影响，因此使用范围得到了扩大。通过实践应用发现该方法不仅检测精度高，故障相接地相位不会对其产生影响，接地方式也不会对结果产生影响，检测方法有很强的抗干扰性，因此在煤矿并联线路小电流选线中得到了广泛的应用。

参考文献：

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