一起小電流接地系統單相斷線故障分析

余哲

摘 要：本文對一起小電流接地系統35kV線路單相斷線故障進行了理論計算分析，得出了單相斷線后的變壓器各側母線電壓變化規律，對今后類似故障的判斷及處理具有一定的借鑒作用。

關鍵詞：小電流接地系統；單相斷線；電壓

近幾年，隨著城市建設步伐加快，不接地系統線路接地和斷相的現象有所增加，或是負載原因，或是外力破壞在本地區近年的配網線路中發生過幾起。文章針對一起35kV系統單相斷線故障，進行深入分析及研究。

1 故障情況

變電站一次接線如圖1所示，正常運行時，35kV B站由甲線供電。某日10：06 A站35kV I母電壓不平衡，A相20kV，B相20kV，C相23kV。35kV B站低壓側電壓不平衡：A相6kV，B相3kV，C相3kV。令值班員現場檢查。10：15發現B站負荷從23MW急劇下降至2MW。

2 處理過程

考慮故障側10kV母線兩相電壓下降到正常相電壓的一半，與正常側10kV母線存在電壓差，若采用10kV側合解環調電方法，合環時將導致較大的不平衡電流，并且影響到主變的正常運行和負荷供電。因此，不宜采用10kV合解環方法調電。也考慮到35kV B站進線有備自投，且大量負荷已甩掉，所以決定直接將斷線線路拉停，B站負荷靠自投恢復[1]。10：25拉停甲線后A站、B站電壓恢復正常。

3 事故現象分析

中性點電壓的大小與斷線線路對地電容在系統中的所占份額有關，當母線上只有唯一一條線路且缺相運行時，=+ON=。實際運行時，各相對地電容不完全對稱，且A站35kV I段母線上有多條線路運行，斷線相對地電容電流變化不大，所以ON<，<<，、略為減小。所以A站35kV母線電壓現象為斷線相電壓升高，正常相電壓略為降低。

對于B站（負荷側），正常運行時，10kV母線相電壓三相平衡，均在6kV左右。以A相為參考相，甲線C相斷線后，負荷端高壓線圈上的電壓為=Ue，=Ue，=0。其中，U為相電壓數值。根據對稱分量法，有：

從計算結果可以看出，35kV甲線C相斷線時，B站10kV側母線電壓變化情況為一相（A相）對地電壓正常，兩相（B、C相）相電壓降低至正常相電壓的一半。

4 結論

①小電流接地系統線路單相斷線時，如果斷線相對地電容減小不多，則電源側中性點不平衡電壓不大，故障特征不明顯，反映到電壓互感器開口三角上電壓達不到繼電器的動作值時，不會發信號，但三相對地電壓仍有差別，斷線相電壓升高，非斷線相電壓略降。②對于負荷側，由于電源缺相，三相對稱性被破壞，三相動力負載將全部不能運行，唯有電阻性負載可以繼續存在，但不能正常工作，因此將失去大部分負荷，通過Y/Δ-11變換后，低壓側三相對地電壓嚴重不平衡，一相正常，其他兩相降為1/2相電壓。變壓器后備保護的負序電壓元件將會動作，但由于沒有零序分量，母線接地告警裝置不會動作，因此故障特征比較明顯，可以作為斷線判據。

所以，在中性點不接地系統中判別斷線的依據在負荷側，而不在電源側。線路缺相運行，不僅影響供電質量，且嚴重影響負載設備的正常運行，甚至使負載電機等設備損壞，所以必須立即退出運行。

參考文獻：

[1]國家電力調度中心.電網調度運行實用技術問答[M].北京：中國電力出版社，2008.