接地補償及快速消弧系統運行中的問題及解決方法

林乃文

摘 ?要：以當前接地補償及快速消弧系統運行過程中存在的問題為出發點，結合本地區實際工作案例，對如何完善接地補償以及如何完善消弧系統工作質量進行研究。

關鍵詞：接地補償;快速消弧系統;問題處理

中圖分類號：TM475 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）36-0086-02

近年來受到城鎮發展以及城鎮規劃等方面的影響，大多數城鎮的10 kV線路由原來架空線路改變為地下電纜線路，導致不接地系統對大地電容、電流有了顯著提升，嚴重威脅電網運行安全性。從本地區10 kV線路運行情況來看，10 kV消弧系統接地方式的線路在運行過程中曾出現線路發生接地故障，故障線路不會跳閘，通過消弧系統補償繼續運行，對人身安全及設備運行造成危險，所以必須通過各種方式對其進行完善。

1 ?案例及問題

1.1 ?10 kV線路運行的案例

2015年6月27日12時22分，某供電所運維人員接用戶電話，稱在新化路邊高壓線脫落掉在路上，現場有火花，山上茅草已點燃。12時25分，供電所運行人員通知配調切開110 kV陽光站10 kV新口線F1。12時54分，供電所運行人員到達現場發現10 kV新口線F1新化支線N1桿A相（電源側）瓷瓶脫落，線路跌落碰到拉線引起火花點燃山上茅草（過火面積大概60 m2）?，F場檢查，A相瓷瓶曾經遭受雷擊，導致瓷瓶內部松脫，致使受力鐵件脫落導致線路掉落。

110 kV陽光站為消弧接地系統，2015年06月27日12時03分，調度自動化SCADA系統只發出“110 kV陽光站10 kV線路F2至F12間隔裝置異常告警 動作”信號，無響鈴，三相電壓如下：A相0.73 kV;B相10.32 kV;C相9.94 kV，開關無跳閘，12時25分配調切開10 kV新口線F1后站內10 kV母線電壓恢復正常。

10 kV新口線F1線路明顯存在接地故障，并且站內母線電壓二相高一相低已持續了約20 ? min，10 ?kV消弧選線裝置未動作。

2015年7月21日，110 kV安寶站10 kV安東線F2線路接地故障，但安寶站10 kV消弧選線裝置動作，切開10 kV安南線F3開關。

2015年9月7日，110 kV平角站10 kv消弧選線裝置動作，同時切開掛在10 kVI母線上的10 kV河東線F1、建平線F3、平華線F4開關，實際只有10 kV河東線F1線路接地故障。

1.2 ?10 kV接地變壓器運行存在的問題

變電站的內配接地變壓器主要工作內容是從10 kV配網不接地系統當中通過人為的方式構建中性點，并將該中性點作為系統接地點來使用，和消弧線圈共同組建成快速消弧系統。為了順應時代發展要求，節省不必要資金支出，接地變壓器有時也要充當站用變壓器角色。如果變電站內部有兩臺變壓器，則正常運行一臺，另一臺熱備用，定期切換。因為變電站低壓側正常狀態下的工作模式是兩段10 kV母線各自運行，所以如果接在熱備模式變壓器母線出現單相的接地故障，則會導致消弧線圈和系統連接不暢，影響系統運行。

一些接地變壓器帶有消弧線圈運行，如果變電站的電壓互感器在高壓保險中出現燒毀或者是爆炸等情況，會對其運行產生嚴重影響。電壓互感器自身也可能產生爆炸，通過調查發現，事故發生伴有10 kV配網系統單相接地問題。

對該問題進行分析發現，10 kV不接地系統如果出現單相接地故障，快速消弧系統補償系統接地容性電流，因為消弧線圈的容量不理想，導致其不能提供足夠感性電流，所以系統處在全補償狀態下會出現諧振過電壓的情況。

在日常運行中，如果變電站外部10 kV系統出現單相接地的問題，Z型接線接地變壓器保護裝置的動作會比較頻繁，跳開高壓側斷路器，不僅會影響到快速消弧系統的正常使用。而站用變壓器都是Z型的接地變壓器，開關柜當中的電流互感器也只是配備了兩種雙向電流互感器，但是保護裝置依然按照三相電流互感器來采集二次電流，這種運行模式在正常工作的情況下，保護裝置可以正常采樣，但是如果系統出現單相接地故障，接地補償控制系統產生動作，對消弧線圈進行控制，控制其投入運行，提供電流電感補償系統電容電流。在這種模式下，接地變壓器高壓側三相一次電流流過時，會消除掉弧線圈所提供的部分補償電流，相位一致零序電流以及系統變壓器內部零序電流的分布模式，如圖1所示。

2 ?接地補償以及快遞消弧系統運行優化措施

2.1 ?轉變運行方式

想要全面優化接地補償以及快速消弧系統運行工作質量，必須轉變傳統運行方式。將變電站內部各段10kV母線接地變壓器高壓側接在不同母線上運行，通過分別運行的方式提升工作效率及穩定性。在運行過程中的接地變壓器可以作為變電站的站用變，而熱備用接地變壓器可以在低壓側以空載的方式運行。對變壓器運行方式進行調整，將變壓器定期切換運行放在接地變低壓側，并在接地變低變壓側安放自投設備，保證單臺變壓器正常運行狀態下接地補償和快速消弧系統的工作效率。

2.2 ?針對設備損壞的解決方式

通過調查變電站內加裝接地補償以及快速消弧系統發現，部分投入運行的消弧系統的變電站消弧線圈的容量明顯不足，會導致設備出現損壞。導致該問題的原因較多，早期電網規劃問題就是其中之一。

在前些年建設時，對未來發展的估算不精確，對電網容性電流估算量也明顯不足，變電站設計時購入的消弧線圈容量不足。一旦出現單相接地事故，系統處在欠補償狀態。如果處理掉出現故障的線路，因為控制系統自身出現故障，可能導致消弧線圈沒有在第一時間退出，系統就會從欠補償狀態轉變到全補償狀態。城市化進程的不斷演變導致用地緊張，所以場地限制的問題也日漸凸顯。市區負荷中心沒有與時俱進，建設新的變電站，不論新增多少用電負荷，都通過之前的變電站來承受，導致變電站長期處在超負荷狀態，系統電容電力有明顯提升。部分城市為了滿足城市規劃的需求，會進行線路改造，原架空線路都轉換成電纜的方式運行，導致系統電容電流有了明顯的提升。

針對該問題，因為10 kV配電網的結構整體比較復雜，所以為了保證供電質量以及在供電可靠性方面的需求，對10 kV配電網進行環網式改造。如果變電站外配網運行方式出現轉變，則變電站系統電容和變電站系統電流也會產生變化。所以可以通過技術改造等方式，替換傳統的消弧線圈，讓系統在重新運行補償方式下進行工作。將網區電壓互感器變成抗諧振新式互感器，提升變電站項目建設速度的基礎上減少原有負荷，保證系統正常運行。

2.3 ?不同接線形式

通過不同的星型接線，當系統出現單相接地問題時，接地變壓器保護裝置采集到的電流是其余兩相采集到電流的總量，呈反向形式。因為網內10 kV過流保護不會投入到方向閉鎖，所以系統在單相接地且二次回路接線非正常工作情況下時，保護裝置采樣值會提升1倍，這種情況會嚴重影響接地變電保護裝置的正常運行，使接地變電保護裝置出現頻繁動作，跳開接地變高壓側的開關，導致接地補償以及快速消弧系統運行效率低下。

針對該情況，可以在站用變電開關的內部添加電流互感器，對電流回路進行保護，使用三相四線接線，讓零序電流可以真正的對保護裝置的運行情況進行反映，提升工作效率。

3 ?結 ?語

從接地補償以及快速消弧系統運行工作存在的問題入手，結合某實例，闡述完善措施，通過該方式提升其工作效率是切實可行的方式。

參考文獻：

[1] 何俊良，楊小衛.接地補償及快速消弧系統運行中出現的問題及解決 ? 方法[J].農村電氣化，2014，（3）.

[2] 王曉冬，李大勇，張自雨，等.配電網單相接地補償與選線系統的研究和 ? 應用[J].電力系統保護與控制，2014，（19）.

[3] 馬穎.基于消弧線圈動態補償變化量的小電流接地快速選線技術研 ? 究及應用[J].通訊世界，2013，（23）.

[4] ?陸國慶，姜新宇，歐陽旭東，等.高短路阻抗變壓器式自動快速消弧系

統—配電網中性點新型接地方式的實現[J].電網技術，2010，（7）.

[5] 芮冬陽，尹相根，陳德樹.基于可控消弧系統的配電網接地故障保護控 ? 制策略的研究[J].廣東電力，2012，（1）.