国网江西省电力科学研究院 周友武 周求宽 林福海 康琛

　　武汉理工大学 何韬 吴细秀 张科杰

　　1 引言

　　中性点经小电阻接地系统，若发生间歇性电弧接地故障时，单相接地故障不能有效清除，电阻长期有电流通过，造成接地电阻发热，严重时会烧毁[1]，电阻损坏后，配网发展成不接地系统，若此时发生弧光接地，产生的过电压将对整个电网造成极大危害[2-3]。为了减小中性点低电阻接地配电网因高阻接地和间歇性电弧接地对电网损害，及早发现接地电阻故障，实时监测接地电阻工况非常必要[4]。本文设计了一款功能全面，稳定可靠的中性点经小电阻接地系统接地电阻的监测系统。

　　2 系统总体结构及设计目标

　　2.1 中性点经小电阻接地系故障特征

　　中性点经小电阻接地系统中故障类型有两类：一是接地电网系统的接地短路故障；二是电阻自身故障。接地故障主要包括单相接地故障和两相接地故障，发生接地短路故障时流过中性点的电流由零突增，故障相电压减少[5-7]。单相接地故障短路电流在800A～1200A范围内变化，两相接地故障短路电流则在3000A～6500A范围内变化，并且接地故障时故障相电压下降一般在50%以上[8]；电阻自身故障主要包括电阻烧损、熔焊和电阻掉线。当电阻发生烧损和熔焊故障时，阻值骤降；当电阻发生掉线故障时，接地电阻两端会出现无电压、无电流现象。

　　2.2 系统设计目标

　　根据对中性点经小电阻接地系统故障特征分析可知，要准确判断故障类型需对接地电阻两端电压、流过接地电阻电流及电阻温度进行监测。故本系统的总体设计目标为：

　　（1）准确判断故障类型。本设计中通过实时监测接地电阻电压、电流和温度的变化对故障进行判断。具体做法如下：根据接地电网的特点，系统预先设置某一电阻值作为参考值，将监测到的实时电阻值与设定的电阻值进行比较，根据比较结果判断故障类型。

　　（2）具有故障录波功能。为方便电站工作人员了解系统运行情况，需将故障发生特征记录下来，即记录每次发生故障前2s和故障后8s的电流、电压及温度数据。系统采用10kHz的采样频率，要求下位机连续保存一星期的数据且可及时查看故障数据，因要满足存储大量数据和及时方便调用存储数据的设计要求，故采用SD卡存储方式，通过U盘拷贝或串口通

　　信的方式将数据传送到电站监控室。

　　（3）故障及时报警。在发生故障时，监测器能及时将故障信息通过GSM或RS485总线传送给工作人员或监测主站，并有现场蜂鸣器报警，当故障较严重时，在允许的情况下可以启动继电器断开相应的电路。