變電站小電流接地系統(tǒng)單相接地故障處理方法

劉洪亮　吳世隆　王洪元

引言：變電站小電流接地系統(tǒng)單相接地故障是一種較為常見的故障。文章就常見故障進(jìn)行分析判斷，從單條線路單相接地試?yán)凡檎摇⒍鄺l線路同相接地停運(yùn)查找等幾個(gè)方面對(duì)小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障進(jìn)行處理。從源頭對(duì)故障原因進(jìn)行分析以及良好的問題故障解決能力對(duì)于保證變電站電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

電力系統(tǒng)中大電流接地方式和小電流接地方式均屬于中性點(diǎn)接地方式，而單相接地是小電流接地系統(tǒng)中一種較為常見的臨時(shí)性故障[1]。小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，系統(tǒng)仍可持續(xù)運(yùn)行約1-2小時(shí)，但如果發(fā)生故障時(shí)電網(wǎng)持續(xù)長時(shí)間運(yùn)行將直接導(dǎo)致非故障相的電壓升高，出現(xiàn)過電壓情況，進(jìn)而使得單相接地故障擴(kuò)大，發(fā)展成為相間短路，對(duì)用戶正常用電產(chǎn)生影響，造成嚴(yán)重事故。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在配電系統(tǒng)中發(fā)生的配電故障有超過80%屬于單相接地故障，因此在故障發(fā)生時(shí)，變電站值班人員必須要熟悉接地故障的處理方法，一旦發(fā)生單相接地故障予以及時(shí)切除，保障用電安全。

一、小電流接地系統(tǒng)基本概念

電力系統(tǒng)中將接地方式分為大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)，兩者均屬于中性點(diǎn)接地方式。依據(jù)我國相關(guān)規(guī)定：X0/X1≤4～5的系統(tǒng)屬于大電流接地系統(tǒng)，X0/X1>4～5的系統(tǒng)屬于小電流接地系統(tǒng)[2]。換言之，即110kV及以上的中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)為大電流接地系統(tǒng)，35kV及以下的中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)為小電流接地系統(tǒng)。

二、變電站單相接地故障分析判斷

（一）大電流接地系統(tǒng)與小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的區(qū)別

大電流接地系統(tǒng)：發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)首先通過大地，然后經(jīng)過主變中性點(diǎn)，最后才通過輸電線路從而形成零序通路，此時(shí)該通路中有短路電流流過，相應(yīng)保護(hù)動(dòng)作隨即跳閘，能夠?qū)⒐收显O(shè)備從電網(wǎng)中及時(shí)切除，以保證電網(wǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行。

小電流接地系統(tǒng)：發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于主變中性點(diǎn)不與大地接觸，因此故障發(fā)生時(shí)無法形成通路，不會(huì)產(chǎn)生短路電流，因此過電流時(shí)保護(hù)動(dòng)作不發(fā)揮作用。但與大電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障有所不同，發(fā)生小電流單相接地故障時(shí)，零序過電壓保護(hù)會(huì)動(dòng)作即發(fā)出“小電流單相接地”的報(bào)警信號(hào)。

（二）小電流單相接地報(bào)警信號(hào)

小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序過電壓保護(hù)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，該報(bào)警信號(hào)是通過母線PT開口三角繞組兩端電壓而發(fā)出的[3]。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓對(duì)稱。而當(dāng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地相電壓降低，其余兩相電壓升高，線電壓保持不變。此時(shí)三相電壓大于電壓繼電器整定值，電壓繼電器保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。值得注意的是，變電站值班人員收到報(bào)警信號(hào)后切忌一味認(rèn)為是單相接地，應(yīng)注意排除PT高壓保險(xiǎn)熔斷、鐵磁諧振等情況[4]。

三、小電流接地系統(tǒng)單相接地故障處理措施

（一）單條線路單相接地故障處理

變電站值班人員報(bào)告調(diào)度接地故障情況后，根據(jù)調(diào)度指令進(jìn)行試?yán)?。即依?jù)接地拉路序位表逐路進(jìn)行試?yán)坷_一路斷路器，查看接地信號(hào)復(fù)歸情況，若未復(fù)歸，則合上該斷路器，接著再試?yán)乱宦罚钡嚼_該斷路器后接地信號(hào)復(fù)歸，則提示該線路接地。拉路順序通常包括以下幾個(gè)步驟：①對(duì)于裝有小電流接地選線裝置的，應(yīng)首先試?yán)x分路；②對(duì)于并列運(yùn)行的可首先將分段斷路器拉開，確定具體是哪條母線發(fā)生接地；③對(duì)接地段母線剩余的分路逐一進(jìn)行試?yán)?，通常先拉空充線路，再拉雙回線及接地故障頻發(fā)線路，最后拉重要負(fù)荷。值得一提的是，如果故障變電站內(nèi)有工作人員，變電站值班人員應(yīng)當(dāng)確定單相接地故障與其工作無關(guān)，并通知人員及時(shí)撤離，撤離完畢后再進(jìn)行試?yán)?。在試?yán)觌娙萜鲾嗦菲骱?，切忌立即合閘，以防止過電壓產(chǎn)生；此外，試?yán)^程中絕對(duì)禁止用刀閘進(jìn)行試?yán)檎摇?/p>

（二）多條線路同相接地停運(yùn)查找處理

若采用上述方法仍舊無法查找出接地故障分路，此時(shí)應(yīng)考慮為多路同相接地或母線設(shè)備接地。值班員應(yīng)向調(diào)度申請(qǐng)將接地段母線上所有分路停運(yùn)逐一查找，每拉開一路斷路器，查看接地信號(hào)復(fù)歸情況，若未復(fù)歸，則不再合上該斷路器，接著拉開下一路，直到拉開該斷路器接地信號(hào)復(fù)歸，則提示該線路屬于接地線路。此時(shí)保留該斷路器在斷位，然后送出其他已拉開斷路器，同時(shí)逐一查看是否報(bào)接地信號(hào)，若未報(bào)接地信號(hào)則繼續(xù)合下一路，直到合上某一斷路器后再次發(fā)接地信號(hào)，則認(rèn)定該線路為另一接地線路。

（三）母線及以上設(shè)備接地查找處理

如果將接地段母線上所有分路斷路器逐一拉開后，接地信號(hào)仍舊無法恢復(fù)，則應(yīng)判定為母線及以上設(shè)備接地。此時(shí)可以拉開接地段母線主進(jìn)開關(guān)，然后合上分段開關(guān)，以此來判定接地點(diǎn)的具體位置，確定究竟在母線設(shè)備上還是在主變低壓側(cè)母線橋上。

（四）現(xiàn)場(chǎng)查找

通過對(duì)故障原因的全面排查后，變電站值班人員應(yīng)前往現(xiàn)場(chǎng)直接查找接地點(diǎn)，在查找接地過程中尤其要注意做好安全防護(hù)措施，穿絕緣靴、戴安全帽。如有需要接觸設(shè)備外殼或架構(gòu)時(shí)，工作人員必須戴好絕緣手套。此外，帶接地故障運(yùn)行時(shí)間不能超過相關(guān)規(guī)定的時(shí)間，以避免發(fā)展成為相間短路故障，造成嚴(yán)重事故，給電網(wǎng)及設(shè)備造成沖擊。

四、結(jié)束語

變電站小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障較為常見，多發(fā)生于潮濕、多雨的季節(jié)。由于單相接地故障發(fā)生后電網(wǎng)系統(tǒng)仍可持續(xù)運(yùn)行約1-2小時(shí)，因此在我國的應(yīng)用較為廣泛。但如果發(fā)生單相接地故障后電網(wǎng)長期運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致非故障的兩相對(duì)地電壓升高，進(jìn)而發(fā)展成為相間短路，影響用戶正常用電。本文針對(duì)單相接地故障的常見原因進(jìn)行了分析判斷，并提出對(duì)應(yīng)措施以解決故障問題，力求及時(shí)切除故障線路，以保障電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]包斌；于志遠(yuǎn).小電流接地系統(tǒng)單相接地故障簡(jiǎn)單分析及處理方法[J].中國科技縱橫，2010，2（16）：389-391.

[2]范偉.一起小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的處理[J].大科技，2014，2（27）：425-426.

[3]尹星光；宛玉??；張新州等.10kV線路故障引起相鄰線路異常跳閘的原因分析[J].華電技術(shù)，2012，34（5）：123-125.

（作者單位：國網(wǎng)山東昌樂縣供電公司）