淺析中性點不接地系統單相接地的判斷和處理

張利剛

（國網浙江東陽市供電公司，浙江 金華322100）

0 引言

電力系統按中性點的接地方式可分為大電流接地系統和小電流接地系統。目前我市電網是以220 k V變電所為電源點，以110 k V、35 k V輸電線為骨架，以10 k V配電線為網絡的網架結構。由于發展的不平衡和山區的相對落后，35 k V變電站還比較多，都采用中性點不接地的運行方式，本文對該運行方式下發生單相接地時的現象、分析判斷和處理進行了初探。

1 單相接地的危害

在小電流接地系統中，單相接地是最為常見的臨時性故障，發生后，故障相對地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，線電壓大小和相位不變。該接地系統的最大優點是：絕緣等級按線電壓設計，發生單相接地故障后允許短時間運行而不立即切除故障，不用影響對用戶的連續供電。但若長期運行，可能引起絕緣的薄弱環節被擊穿，發展成為相間短路，使事故擴大，降低供電可靠性；還可能使電壓互感器鐵芯嚴重飽和，導致電壓互感器嚴重過負荷而燒毀；再者，弧光接地還會引起全系統過電壓，進而損壞設備，破壞系統安全運行。綜上考慮，電力系統規定小電流接地系統發生單相接地時，允許系統繼續運行1～2 h。

2 單相接地的類型和現象

根據接地性質的不同，單相接地可分為金屬性接地、非金屬性接地、網絡中分支線高壓熔絲熔斷一相（高壓一相開路）、鐵磁諧振。發生單相接地時的共同現象：語音告警，發出告警信息；故障相電壓降低，非故障相電壓升高。

（1）金屬性接地：故障相電壓為0或接近于0，非故障相電壓上升為線電壓或接近于線電壓。中性點不接地系統各電壓等級的母線上都有三相五柱式交流絕緣監察裝置（圖1），一次中性點接地，正常時每相繞組的電壓為系統對地電壓，二次星形每相繞組電壓是100／V，開口三角形每相繞組電壓是100／3 V，開口三角兩端電壓（3U0）為0。若一次系統A相發生接地時，一次A相繞組電壓降到0或接近0，其他兩相電壓上升到線電壓或接近于線電壓；二次星形的A相繞組電壓降到0或接近0，其他兩相繞組電壓上升到100 V或接近100 V；開口三角形的A相繞組電壓降到0或接近0，其他兩相繞組電壓上升到或接近于100／V，3U0上升到或接近于100 V，電壓繼電器動作發出信號。

母線壓變高壓熔絲一相（或兩相）熔斷：故障相電壓為0，非故障相電壓不變。A相高壓熔絲熔斷：一次A相繞組電壓降到0，其他兩相電壓仍為相電壓；二次星形的A相繞組電壓降到0，其他兩相繞組電壓仍為100／V；開口三角形的A相繞組電壓降到0，另兩相繞組電壓仍為100／3 V，3U0為100／3 V，電壓繼電器動作發出信號。

圖1 交流絕緣監察裝置原理圖

兩者的主要區別：金屬性接地時，非故障相的電壓升高近倍，二次星形處的電壓表上非故障相電壓指示為近100 V，3U0為100 V。高壓熔絲一相熔斷時，非故障相的電壓不變，仍為相電壓，而線電壓則會降低，二次星形處的電壓表上非故障相電壓指示為100／V，3U0為100／3 V。

（2）非金屬性接地：故障相電壓降低，低于相電壓但不會到0；非故障相電壓升高，大于相電壓但不能達到線電壓；產生的零序電壓3U0大于0，但小于100 V，電壓繼電器動作發出信號。例：2013年2月22日，35 k V某變電站語音告警，并發出母線接地信息；10 k V母線電壓為A相6.78 k V、B相6.81 k V、C相4.94 k V。反饋為羅店161線路末端C相非金屬性接地。

（3）網絡中分支線一相熔絲熔斷（高壓一相開路）：多發生在10 k V配電網絡中有較大負荷的分支線路上，故障相電壓會升高，非故障相電壓基本不變，開口三角兩端電壓使電壓繼電器動作，發出信號。

（4）鐵磁諧振：在合空載母線時，可能發生鐵磁諧振過電壓，報出接地信號，電壓表有一相、兩相、三相指示超過線電壓或以低頻擺動，表針會打到頭，電壓震蕩最激烈的地方是系統震蕩中心。

3 單相接地故障的查找與處理辦法（10 k V系統為單母線分段接線，并列運行）

3.1 判明故障性質和相別

發生金屬性和非金屬性接地時，接地相電壓有明顯的降低，最低可達0；非故障相電壓有明顯升高，甚至達到線電壓。根據相電壓的變化情況和零序電壓3U0的情況，能判定故障的相別和性質。三相電壓表的指針不停擺動，是間歇性接地。

3.2 檢查站內設備

確定接地故障的相別和性質后，應對故障范圍以內的站內一次設備（接地母線連接的所有設備）進行全面的外部巡視檢查，主要檢查設備瓷質部分有無損壞、放電閃絡，設備上有無落物、小動物及外力破壞現象，各引線有無斷線接地，互感器、避雷器、電纜頭等有無擊穿損壞等。

3.3 站內設備接地的處理

（1）接地點可以用斷路器或隔離開關隔離。應在調度的指揮下，斷開斷路器隔離或利用倒運行方式隔離故障，做好相應安全措施，等待修試人員檢修故障設備。若接地點只能用隔離開關隔離時，絕對不能直接用隔離開關拉開接地故障和線路負荷電流；對不能倒運行方式的，可用人工接地法轉移故障點，再用斷路器斷開故障點。（2）接地點在母線上。檢查發現接地點在母線上，無法直接隔離的，應將情況匯報調度，在調度的指揮下將該母線隔離后停電檢修。（3）若判斷為站內設備發生內部故障的，拉開母分開關判斷發生接地的母線，再拉開接地母線所連接的主變開關，若接地現象消失，可判斷為母線接地，此時應聯系調度將該母線停電檢修；若原接地現象消失，同時站內電源側母線發出接地信號，則可判斷為主變和拉開的主變開關之間的區域內發生接地，應聯系調度將該主變及各側開關停電檢修。

3.4 站外設備接地的處理

站內設備檢查后未發現異常，應匯報調度，利用拉路法找出接地的線路。具體如：（1）單條線路接地故障。并列運行時，應先拉開母分開關，判斷是哪段母線發生了接地故障，然后用拉路法對出線進行試拉，試拉的順序一般為：先充電線路、長線路、無重要用戶線路，后短線路、重要用戶線路。拉開某條線路后，接地現象消失的，接地故障即發生在該線路上，將情況匯報調度后聽從調度指揮。（2）2條及以上線路發生同相接地故障。不同段母線上的2條線路同時發生同相接地時，拉開母分開關后，各段母線接地的信號仍未復歸，此時用拉路法分別對各段母線上的出線進行試拉（順序同上）。拉開某條線路后，接地現象消失的，接地故障即發生在該線路上。同段母線上的2條線路同時發生同相接地時，拉開母分開關后，其中一段母線接地的信號已復歸，再對接地母線的出線進行試拉，這里拉線路和前面有所不同，拉開某一條線路后，應同時再拉開其他任一線路，直到接地現象消失。檢查完成后都應將情況及時匯報調度，并聽從調度指揮。（3）值得注意的是，當判斷為單相接地和壓變高壓熔絲熔斷同時發生時，一般情況下應先處理單相接地，再處理高壓熔絲熔斷。除非是確定壓變無故障、壓變閘刀的負荷電流在規定范圍內的，可先進行壓變高壓熔絲熔斷處理。（4）當中性點不接地系統發生單相接地故障時，必須做到及時發現、準確判斷、果斷處理，防止發生另一相接地或不同線路不同相接地，形成相間接地短路，擴大事故范圍。

4 結語

由于我市變電站都已經實現無人化值班，所以在發生單相接地時，特別是在雷雨等惡劣天氣時，我們首先考慮的是站外設備接地，在處理的順序上會和上面介紹的有點差別，也就是先進行單條線路的拉路判斷，如接地現象未消失，再到現場進行站內設備的檢查。

［1］張金元.變電運行現場技術問答［M］.北京：中國電力出版社，2003