小電流接地系統(tǒng)接地信號(hào)分析及處理

摘要：本文根據(jù)小電流接地系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，論述了當(dāng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)的現(xiàn)象分析及處理方法，簡(jiǎn)單介紹了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中所遇到的單相接地實(shí)例及其處理過(guò)程，提出關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)處理的一些建議。

關(guān)鍵詞: 單相接地 現(xiàn)象 原因 分析 處理

系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)相電壓不平衡時(shí)，多數(shù)伴有接地信號(hào)發(fā)出，但電壓不平穩(wěn)卻并非金屬接地引起，如果所有接地信號(hào)都按選線(xiàn)處理，會(huì)影響正常供電。下面對(duì)10kV經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)發(fā)接地信號(hào)時(shí)進(jìn)行分析。

一、各種接地信號(hào)報(bào)出時(shí)的現(xiàn)象：

1.單相接地時(shí)：

A相接地，Ua＝0 ，中性點(diǎn)位移Ux′＝－Ua；Ub′＝Ub＋Ux′＝√3 Ub；Uc′＝Uc＋Ux′＝√3 Uc；因而表計(jì)反映應(yīng)為：A相為0，B、C二相為線(xiàn)電壓。

主要現(xiàn)象有：

a、警鈴響、“35kV母線(xiàn)接地”、“消弧線(xiàn)圈動(dòng)作”、“掉牌未復(fù)歸”光字牌亮。

b、絕緣監(jiān)察電壓表指示：故障相電壓降低（不完全接地）或?yàn)榱悖ㄍ耆拥兀溆鄡上嚯妷焊哂谙嚯妷海ú煌耆拥兀┗虻扔诰€(xiàn)電壓（全接地）。穩(wěn)定性接地，電壓表指示無(wú)擺動(dòng)，間歇性接地，電壓表指示不停地?cái)[動(dòng)。

c、消弧線(xiàn)圈電流表指示補(bǔ)償電流的值，消弧線(xiàn)圈接地指示燈亮。

d、電壓互感器端子箱內(nèi)燈泡明亮。

2.PT高壓保險(xiǎn)一相熔斷時(shí)：

警鈴響、“35kV母線(xiàn)接地” 光字牌亮，無(wú)“消弧線(xiàn)圈動(dòng)作” 光字牌，消弧線(xiàn)圈電流表無(wú)指示，消弧線(xiàn)圈接地紅燈不亮，PT端子箱內(nèi)燈泡亮度不明顯。接于該P(yáng)T母線(xiàn)上的線(xiàn)路開(kāi)關(guān)控制屏分別發(fā)“電壓回路斷線(xiàn)”光字牌。絕緣監(jiān)察電壓表指示為：熔斷相電壓降低很多，其余兩相相電壓不變，與熔斷相有關(guān)的兩個(gè)線(xiàn)電壓指示降低。

3.發(fā)生諧振過(guò)電壓時(shí)：

報(bào)出接地信號(hào)，電壓表指示超過(guò)線(xiàn)電壓，表針打到頭。

二、接地信號(hào)報(bào)出的原因：

1.母線(xiàn)或連接于母線(xiàn)的線(xiàn)路發(fā)生單相接地，報(bào)出接地信號(hào)。

2.電壓互感器高壓保險(xiǎn)一相熔斷，報(bào)出接地信號(hào)。

3.發(fā)生諧振過(guò)電壓時(shí)，報(bào)出接地信號(hào)。

三、故障的分析與判斷：

2009年11月5日20點(diǎn)18分：110kV金山變10kV系統(tǒng)發(fā)生接地時(shí)消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償裝置動(dòng)作—過(guò)流保護(hù)動(dòng)作。

金山變1號(hào)接地變動(dòng)作信息記錄：

時(shí)間：2009.11.5 20：18：35

經(jīng)過(guò)：0ms I0QD 保護(hù)啟動(dòng)

5468 ms I3CK 電流3段出口

動(dòng)作電流：I=4.75A BN（B相接地）

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，接地變正常運(yùn)行時(shí)，所變低壓側(cè)負(fù)荷電流為30A，換算成所變高壓一次電流為30A×400V／10kV=1.2A，由此可見(jiàn)當(dāng)接地變正常運(yùn)行時(shí)CT的二次側(cè)電流（即保護(hù)裝置的二次電流）所變二次＝1.2A×5／50=0.12A（接地變電流互感器的變比為50／5），裝置現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采樣值在0.11～0.13左右浮動(dòng)（數(shù)值較小，零漂較大），符合實(shí)際值。由此可見(jiàn)當(dāng)所變正常運(yùn)行時(shí)，所變負(fù)荷較低，負(fù)荷電流距離動(dòng)作定值相去甚遠(yuǎn)。

鹽城地區(qū)電網(wǎng)10kV系統(tǒng)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式運(yùn)行， 10kV各電纜出線(xiàn)均存在對(duì)地電容電流，采用經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的方式對(duì)本段10kV母線(xiàn)發(fā)生單相接地時(shí)流經(jīng)故障點(diǎn)的電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，利用消弧線(xiàn)圈的感性電流去補(bǔ)償接地故障的容性電流，以利于故障點(diǎn)滅弧。對(duì)比消弧線(xiàn)圈參數(shù)，可見(jiàn)當(dāng)消弧線(xiàn)圈在額定容量下運(yùn)行時(shí)，當(dāng)某條線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的電容電流，消弧線(xiàn)圈也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與之方向相反的感性零序補(bǔ)償電流，

檢查110kV城中變1#消弧線(xiàn)圈自動(dòng)控制裝置，顯示系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)線(xiàn)圈自動(dòng)控制裝置理論計(jì)算10kVⅠ段母線(xiàn)電容電流約為103A。故當(dāng)某條線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地故障處的電流大小等于所有線(xiàn)路的接地電容電流的總和，接地點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的電容電流，由于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)普遍采用過(guò)補(bǔ)償運(yùn)行方式，補(bǔ)償后電感電流大于電容電流，或者說(shuō)補(bǔ)償感抗小于10kV線(xiàn)路對(duì)地的等效容抗，消弧線(xiàn)圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大于電容電流的電感電流對(duì)本段10kV系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。

由此可見(jiàn)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地變的A、C相不僅會(huì)流過(guò)負(fù)荷電流I所變高=1.2A，而且每相都會(huì)流過(guò)零序電流Io≈35A，由于I所變高相對(duì)于Io值較小故可以忽略不計(jì)，所以當(dāng)故障時(shí)A、C相均流過(guò)Io≈35A大小相等、方向相同。由于是永久性單相接地，消弧線(xiàn)圈持續(xù)投入時(shí)間大于過(guò)流保護(hù)延時(shí)動(dòng)作時(shí)間，保護(hù)裝置動(dòng)作出口跳閘，分析結(jié)果成立。

四、對(duì)策

1.完善系統(tǒng)電源網(wǎng)絡(luò)，合理布置電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

2.調(diào)整出線(xiàn)負(fù)荷在母線(xiàn)上的分配。

3.更換消弧線(xiàn)圈阻尼電阻，增大阻尼率d。

4.合理設(shè)定接地報(bào)警定值，一般要求接地報(bào)警電壓為相電壓的30%。由于系統(tǒng)參數(shù)存在固有的不平衡現(xiàn)象，中性點(diǎn)位移電壓長(zhǎng)時(shí)間允許值為不大于相電壓的15%。

5.對(duì)消弧線(xiàn)圈的自動(dòng)跟蹤控制裝置的測(cè)量精度進(jìn)行檢驗(yàn)。確保自動(dòng)裝置能夠真實(shí)反映系統(tǒng)容流情況，滿(mǎn)足系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償?shù)囊蟆?/p>

五、結(jié)束語(yǔ)

從這次事故也可以看出單線(xiàn)接地的嚴(yán)重危害性，也由此得出系統(tǒng)參數(shù)的及時(shí)統(tǒng)計(jì)和變電站設(shè)備維護(hù)重要性。對(duì)3—10kV的架空線(xiàn)路和電纜出線(xiàn)的線(xiàn)路所構(gòu)成的系統(tǒng)和所有35kV系統(tǒng)，其單相接地故障電容電流大于10A時(shí)，應(yīng)采用消弧線(xiàn)圈接地方式；對(duì)于電纜出線(xiàn)當(dāng)電容電流大于30A時(shí)，也要求采用消弧線(xiàn)圈接地方式。同時(shí)，對(duì)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的變電站的絕緣監(jiān)測(cè)也應(yīng)加強(qiáng)力度，及時(shí)安排維護(hù)和改造，防止類(lèi)似事故的再次發(fā)生。