10kV配電網單相接地處理模式的優化

袁光偉 羅志宏

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10kV配電網單相接地處理模式的優化

袁光偉 羅志宏

（國網徐州供電公司，江蘇徐州 221005）

本文首先介紹了徐州市區配電網的基本情況，并對江蘇省13家地市供電公司單相接地的處理模式進行了對比分析，綜合比較不同處理模式的優缺點，并結合徐州市區配電網的實際運行需求，提出了處理單相接地故障的優化模式。最后從提高服務質量及系統運行管理水平的角度，提出了加快建設配網自動化及改變系統運行模式的建議。

配電網；單相接地；中性點不接地系統

在小電流接地系統中，單相接地是一種常見的故障，特別是在雨雪、大風等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻繁發生。在發生單相接地后，故障相對地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高[1-3]，但線電壓卻依然對稱，因而不影響對用戶的連續供電，系統可運行2h，這是小電流接地系統的最大優點。但是，若發生單相接地故障后電網長時間運行，則會嚴重影響設備、人身安全和配電網的安全經濟運行。為保證設備及人員安全，應及時找出接地故障點，并迅速處理。

1 徐州市區配電網的基本情況

徐州市區配電網為電纜和架空混合網絡。截止到2016年9月，共有配電線路499條，線路總長度為3001.81km，其中電纜線路為1068.88km，架空線為1932.92km，電纜化率為27%。

1.1 單相接地故障設備基本情況

由2015年全年數據統計分析，出現單相接地的主要設備為架空線、電纜、避雷器。架空線出現單相接地的比率為36%，電纜出現單相接地的比率為32%，避雷器出現單相接地的比率為18%，如圖1所示。電纜、避雷器出現單相接地后，事故象征較小，查找故障點難度較大。而這兩種設備出現單線接地的比率為50%。隨著城市的改造，電纜化程度的提高，這種比率還會逐步提高。

圖1 單相接地故障設備比率

1.2 單相接地處理時間基本情況

目前，處理單相接地的時間主要分為3個階段，即：

1）變電站內進行檢查，拉合線路，查找接地線路的時間。

2）配電線路巡線、分段查找接地點的時間。

3）處理接地故障的時間。

第一階段時間平均為1h。第二階段時間平均為2h。第三階段時間平均為2h。

2 配電網單相接地的處理模式

目前全省13個地市公司的單相接地處理模式主要分為二大類4種模式，見表1。

表1 單相接地處理模式一覽表

2.1 對接地線路直接停運

1）監控操作

當變電站母線出現接地信號時，監控匯報配調。配調調度員直接下令給監控員。監控員進行遙控拉合開關，查找到接地線路后，線路不再送電。配調調度員通知配電運維人員及營銷檢查人員巡線。可根據實際情況采取分段查找的方法，查找故障段。

其中部分供電公司運維人員只有在監控拉合找不到故障點的情況下，才去現場檢查。

2）變電運維人員操作

當變電站母線出現接地信號時，監控匯報配調，同時通知變電運維人員。變電運維人員到達變電站后，對變電站內設備檢查無問題后，匯報配調調度員。配調調度員直接下令給變電運維人員，進行拉合開關，查找到接地線路后，線路不再送電。配調調度員通知配電運維人員及營銷檢查人員巡線。可根據實際情況采取分段查找的方法，查找故障段。

2.2 允許接地線路運行2h

1）監控操作

當變電站母線出現接地信號時，監控匯報配調。配調調度員直接下令給監控員。監控員進行遙控拉合開關，查找到接地線路后，線路繼續運行2h。配調調度員通知配電運維人員及營銷檢查人員巡線。可根據實際情況采取分段查找的方法，查找故障段。

其中部分供電公司運維人員只有在監控拉合找不到故障點時，再去現場檢查。

2）變電運維人員操作

當變電站母線出現接地信號時，監控匯報配調，同時通知變電運維人員。變電運維人員到達變電站后，對變電站內設備檢查無問題后，匯報配調調度員。配調調度員直接下令給變電運維人員，進行拉合開關，查找到接地線路后，線路繼續運行2h。配調調度員通知配電運維人員及營銷檢查人員巡線。可根據實際情況采取分段查找的方法，查找故障段。

3 不同處理模式的優缺點分析

目前全省配網調度采取的單相接地處理模式指導思想主要分為兩種情況：①提高供電可靠性，維持系統運行2h；②快速切除接地點，防止事故擴大。

在這兩種指導思想下形成了兩大類4種模式。

1）第一大類第一種模式。由監控遙控執行配網調度拉合出線開關的指令，查找到接地線路后不再送電。這種模式是所有模式中最快切除接地點的，但是存在兩點風險：①消弧線圈因控制器死機造成阻尼電阻短接，消弧線圈與零序電容形成串聯諧振造成的“假接地”現象不能及時被發現，造成拉路對外停電；②遠動信號裝置或通道異常導致開關拉開后，無法合閘，造成無故障線路的對外停電。

2）第一大類第二種模式。由運維人員現場檢查后，執行配網調度拉合出線開關的指令，查找到接地線路后不再送電。這種模式與第一種模式比較，切除接地點時間較長，取決于運維人員到達現場的時間，但是可以避免因站內設備或“假接地”造成對外拉路。

3）第二大類第一種模式。由監控遙控執行配網調度拉合出線開關的指令，查找到接地線路后，允許接地線路運行2h。這種模式可以較快的查找出接地線路，但接地點不會切除，同樣不能避免站內設備或“假接地”造成對外拉路。但是，留給巡線人員帶電巡線的時間較長。

4）第二大類第二種模式。由運維人員現場檢查后，執行配網調度拉合出線開關的指令，查找到接地線路后，允許接地線路運行2h。這種模式查找接地線路的時間同樣取決于運維人員到達現場的時間，可能留給巡線人員帶電巡線的時間很短。但是，能夠避免站內設備或“假接地”造成對外拉路。

4 配電網單相接地優化處理模式

目前徐州電網單相接地處理模式是，當變電站母線出現接地信號時，監控匯報配調，同時通知變電運維人員。變電運維人員到達變電站后，對變電站內設備檢查無問題后，匯報配調調度員。配調調度員直接下令給變電運維人員，進行拉合開關，查找到接地線路后，線路繼續運行2h。

綜合比較目前全省采取的各種處理模式及徐州市區配電網實際運行的需求，為避免事故的擴大以及對人身傷害，建議將單相接地處理模式進行優化，具體優化的處理模式如下。

1）可以遙控操作的變電站

由監控遙控執行配網調度拉合出線開關的指令，同時通知變電運維人員去現場檢查站內設備。查找到接地線路后，線路繼續運行2h。通知配電運維人員對線路進行檢查，如未查找到明顯故障點，由配網調度確定合適分段點（有線路故障指示儀的應結合翻牌指示綜合判斷），進行分段試送，分段查找接地。

2）不可以遙控操作的變電站或需改變主變運行方式的變電站

在變電運維人員到達現場檢查并排除站內設備問題后，由變電運維人員執行配網調度改變方式及拉合出線開關的指令，找到接地線路后不再送電。通知配電運維人員對線路進行檢查，如未查找到明顯故障點，由配網調度確定合適分段點，再進行分段試送，分段查找接地。

5 結論

無論采用哪種處理模式，都有利有弊。目前的幾種處理模式都存在不可避免的拉路查找接地線路的問題。從提高服務質量及提高系統運行管理水平的角度出發，依靠高科技水平，改變運行模式才是解決問題的最終方法。

1）加快建設配網自動化

依靠配網自動化中FTU之間通信的單相接地故障縱向識別功能，利用配網自動化的分布在眾多饋線的不同位置的FTU采集故障特征[4-5]，主站計算識別接地區段，通過圖形和音響告警，通知運行人員對故障進行處理。

依靠配網自動化的功能能夠快速查找接地范圍，切除接地點，停電影響范圍最小，避免拉路查找對用戶的反復停送電。

2）短時間無法實現配網自動化，改變運行模式

短時間無法實現配網自動化的區域，可以改變運行模式，采取中性點接小電阻運行[6-7]。

采取中性點接小電阻運行后，當發生單相接地時，保護動作切除接地線路。對于瞬間接地故障采取以重合閘補救。同時配合在線路安裝接地故障指示器，有效區分單相接地故障范圍。目前，上海、揚州等城市已經采取這種運行模式，可以快速切除接地線路，辨別接地范圍，停電影響范圍較配網自動化大，但避免拉路查找對用戶的反復停送電。

[1] 王磊, 曹現峰, 駱瑋. 基于改進PSO優化模糊神經網絡的配電網故障選線研究[J]. 電氣技術, 2016, 17(3): 30-35.

[2] 劉紅偉, 郭上華. 基于直流注入法的新型小電流接地故障隔離和定位解決方案研究[J]. 電氣技術, 2016, 17(1): 22-26, 32.

[3] 劉健. 配電網故障處理研究進展[J]. 供用電, 2015, 32(4): 8-15.

[4] 高志鵬, 張慧芬, 孫旭娜. 注入半波直流的小電流接地故障選線定位方法[J]. 電力系統保護與控制, 2013(13): 139-145.

[5] 張淑清, 馬躍, 李盼, 等. 基于改進的廣義諧波小波包分解和混沌振子的小電流接地系統故障選線[J]. 電工技術學報, 2015, 30(3): 13-20, 43.

[6] 劉味果, 趙邈, 毛柳明, 等. 基于高漏抗式消弧線圈的配電網單相接地故障狀態辨識[J]. 電工技術學報, 2015, 30(3): 28-35.

[7] 姜健, 鮑光海. 小電流接地系統單相接地故障選線方法綜述[J]. 電氣技術, 2015, 16(12): 1-5.

Optimization of Single Phase Earth Fault Disposing Mode in 10kV Distribution Network

Yuan Guangwei Luo Zhihong

(State Grid Xuzhou Power Supply Company, Xuzhou, Jiangsu 221005)

This paper first introduces the basic situation of distribution network in Xuzhou urban area, then comparative analysis of single phase earth fault disposing modes of 13cities of Jiangsu is carried out. By comparing the merits and faults of different disposing modes with the consideration of operation demand, the optimization of single phase earth fault disposing mode is presented. Speeding up the construction of distribution automation and changing the system operation mode are presented, which is significant for enhancing the service quality and operation management level of power system.

distribution network; single phase earth faul; neutral ungrounded system

袁光偉（1987-），男，江蘇省徐州市人，碩士，工程師，技師，主要從事電網調度運行工作。