摘要：本文對小接地電流系統的概念及產生過電壓的機理進行了介紹，並對小接地電流系統內部過電壓帶來的危害與預防措施進行了探討。通過分析發現，小接地電流系統內部產生過電壓後，會對系統內的電氣設備產生故障影響，還會影響系統運行的穩定性與安全性。只有針對故障產生的原因，找到相應的防治措施，才能保證用戶的正常用電。內部過電壓是小接地電流系統出現故障的原因之一，其具有間接的影響作用，電力系統的相關工作人員一定要重視內部過電壓的預防，提出具有可行性的建議。
關鍵詞：小接地;內部過電壓;預防;電力系統
小接地電流系統是電力系統中常見的類型，其有着自身的特性，比如，該系統中性點不直接間接，採用的是間接接地的形式，有的採用的是消弧線圈接地或者中阻接地。有的電力系統內部含有的設備比較多，而且負荷、對地電容也比較大，比如容易出現過電壓。本文對小接地電流系統內部過電壓的預防進行了探討，系統可以減少過電壓帶來的危害，從而保證電力系統可以穩定的'運行。
一、小接地電力系統概述
小接地電流系統是指一種特殊的電力系統，其屬於中性點不接地的三相系統，這種系統在運行的過程中，容易產生過電壓。小接地電流系統也被稱作中性點間接接地系統，當有一相出現接地故障後，由於無法構成短路迴路，接地故障電流與負荷電流相比，會小很多，這也是小電流接地系統名稱的由來。在我國對小接地電流系統的劃分有着一定標準，一般X0/X1>4～5的系統屬於小接地電流系統，其中：X0爲系統零序電抗，X1爲系統正序電抗。
小接地電流系統在正常運行時，電氣設備在額定電壓下是處於絕緣狀態的，只有遭到雷擊或者人爲操作失誤等問題時，纔會出現故障，這時系統內局部電壓會超過額定電壓，從而造成小接地電流系統內部過電壓，會影響電氣設備的正常運行。接地或者斷線故障都會引起內部過電壓，而且我國電網改造工程的規模在不斷擴大，35KV及10KV開關櫃式設備越來越多，三相相間距離及單相對地距離的絕緣性能比較差，這會導致開關櫃內故障率增加。下面筆者對小接地電流系統內部過電壓產生的原因、危害及預防措施進行簡單的介紹，以供參考。
二、小接地電流系統內部過電壓的現象及危害
當前社會，電網的建設在不斷加快，很多電力系統的35kv、10kv設備都採用了的戶內開關櫃式設備，與敞開式佈置相比，三相相間距離及單相對地距離的絕緣性都比較小，所以當系統內出現過電壓後，會增加櫃內故障產生的概率，內部過電壓是導致小接地電流系統內設備出現故障的主要原因。內部過電壓並不是直接導致設備故障的原因，在系統發生單相接地或相間短路故障後，隨着故障的延續和發展，會產生較大的內部過電壓，從而導致故障進一步擴大，如果不及時處理，會損壞設備，影響整個系統的安全性，還會影響系統的正常運行。
以某電廠爲例，該電廠在一年內曾多次發生過電壓，在對故障記錄進行分析後發現，過電壓現象產生後，設備會出現跳閘，PT熔斷器會被熔斷，從而導致PT燒燬，這嚴重威脅了系統的正常運行，會導致設備損壞，增加了維護的成本。在對系統對地電容進行多次測量後，相關工作人員對過電壓產生的原因進行了分析，認爲電弧接地是引起過電壓的主要原因，在測量後發現，系統內電容電流並不大，所以，間歇電弧並不是引起過電壓的原因。在進一步調查後，技術人員發現是鐵磁諧波引起的系統內部過電壓，是由於電磁式電壓互感器飽和形成的。具體產生的原因分析如下：
(1)基波諧振
在對於系統每次出現過電壓的數據進行研究後發現，17Hz的分頻電壓一般都很高，而且會燒斷PT保險，技術人員需要從PT入手，對過電壓產生的原因進行分析。在本文的案例中，PT是電磁式，而且會產生中性點位移的現象，過電壓會出現在電磁式電壓互感器的母線上。
(2)諧波諧振
由於鐵芯的磁通飽和會引起電流、電壓波形的畸變，即產生了諧波，使上述諧振迴路還會對諧波產生諧振。當線路很長，互感器的勵磁電感很大，致使迴路的自振頻率很低，有可能發生分次諧振(通常是1/2次)。其一般出現在水輪機、循環水泵等遠方設備啓、停及故障時。當線路短，或者互感器的勵磁電感很小(例如互感器的鐵芯質量很差或電網中有多臺電壓互感器)，使自振頻率很高，就有可能產生高次諧波諧振過電壓。兩者的表現形式都是三相對地電壓同時升高，但是在分次諧波諧振時過電壓具有忽高忽低作低頻擺動的特點。
三、小接地電流系統內部過電壓的預防措施
爲了限制和消除小接地電流系統內部的過電壓，可採取下列措施：
3.1選用勵磁特性較好的電壓互感器或改用電容式電壓互感器。另外，將兩個特性相同的電壓互感器串聯使用，以使互感器工作在非飽和區，只要互感器櫃尺寸允許，也不失爲一種良好的方法。
3.2在電磁式電壓互感器的開口三角形繞組中加裝阻尼電阻R≤0.4xT(xT爲互感器在額定線電壓作用下換算到低壓側的單相繞組勵磁感抗)，可消除各種諧振的影響。對於35 kV及其以下的電網一般要求R值爲幾歐至幾十歐。如果將阻尼電阻長期接在開口三角形繞組中，則由於其容量的限制，阻值不能過小。否則，當系統內發生持續性單相接地故障時，在開口三角形繞組兩端將出現100V工頻零序電壓，從而使互感器嚴重過載。爲此，最好採用一種非線性電阻，其冷態電阻僅幾歐，而在100V工頻電壓作用時，經過2～3s後電阻值將緩慢上升到100Ω左右，做到既保證可靠消諧，又能滿足互感器的容量要求。這樣的消諧阻尼器國內已有生產並投入試運行。
3.3個別情況下，可在母線上加裝一定的對地電容，使xT<0.01，壓變諧振也就不能發生。
3.4前述現象中，多數發生的是分頻過電壓，這裏介紹一種中性點經消弧線圈或電阻接地消除分頻過電壓的方法。當中性點經消弧線圈接地時，弧光接地過電壓的倍數相近，並都不高於2.5Ux。就鐵磁諧振而言，由於消弧線圈的電抗值或中性點的電阻值遠小於PT的勵磁阻抗，因而穩住了系統的中性點電位，從根本上消除了鐵磁諧振過電壓。目前國內經電阻接地系統發生故障較多，所以一般不選用中性點經電阻接地的方法。
四、結語
綜上所述，小接地電流系統內部產生過電壓與其自身的特性有着較大的關係，在產生過電壓後，會增加系統內設備出現故障的概率，相關工作人員必須採取有效的措施進行處理。變電站出現諧振問題後，技術人員可以利用故障錄波器或者指針式電壓對系統內的電壓進行監視，然後採用投入消弧線圈的方式破壞諧振。小電流接地系統中間歇電弧是引起過電壓以及諧振電壓的原因之一，爲了預防系統出現過電壓，必須瞭解過電壓產生的原因，然後制定出切實可行的方案，從而消除過電壓，降低設備故障率。
參考文獻：
[1] 耿莉娜，鍾雅風，何伯男. 基於66kV系統TV鐵磁諧振現象分析[J]. 東北電力技術. 2013(01)
[2] 樑志瑞，董維，劉文軒，黃佳珍，吳羣雄. 電磁式電壓互感器的鐵磁諧振仿真研究[J]. 高壓電器. 2012(11)
[3] 張強，司紅代，徐蘊鋒. 電力系統鐵磁諧振數字仿真及防範措施[J]. 東北電力技術. 2012(04)