电网小接地电流系统单相接地故障处理

电网小接地电流系统单相接地故障处理作者：王晓丽来源：《山东工业技术》2013年第08期【摘要】小接地电流系统中，发生单相接地故障，应迅速查找故障点，争取在未发展成两相接地短路故障前，将其切除，以免扩大事故。

单相接地故障产生原因多、现象复杂、危害大，可根据具体情况对故障进行判断，并采取切实可行的处理方法。

论述了小接地电流系统发生单相接地故障的原因、产生危害和主要现象，对各种故障现象的区分判断，讲明了具体的查找处理方法，最后讲述了查找处理过程中的注意事项和几种特殊情况，在判断、查找处理时能够及时准确，确保系统安全稳定运行。

【关键词】电压；故障；线路；检查；处理0 引言小接地电流系统单相接地故障的特点；电力系统按中性点接地方式不同，分为中性点直接接地系统（包括中性点经小电阻接地）、中性点不接地系统（包括中性点经消弧线圈接地）两种。

中性点直接接地系统称为大电流接地系统。

中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统，通常称为小电流接地系统。

小电流接地系统发生单相接地故障时，由于线电压的大小和相位不变（仍对称），而且系统的绝缘又是按线电压设计的，因此允许短时间运行而不立即切除故障，带接地故障运行时间，一般10kV、35kV线路允许接地运行不超过两小时，这主要是受电压互感器和消弧线圈带接地允许运行时间的限制。

中性点经消弧线圈接地系统有接地故障时，制造厂一般规定消弧线圈可运行两小时，作为运行人员应加强监视消弧装置PT断线、弧光接地、消弧线圈的上层油温不能超过85°C（最高限值95°C）等经消弧线圈相关接地信息。

1 发生单相接地故障1.1 单相接地故障的原因设备绝缘不良，如老化、受潮、绝缘子破裂、表面脏污等，发生击穿接地。

小动物、鸟类及外力破坏。

线路断线、恶劣天气，如雷雨、大风等、人员过失。

1.2 单相接地故障的危害由于非故障相对地电压升高（完全接地时升至线电压值），系统中的绝缘薄弱点可能击穿，造成短路故障。

故障点产生电弧，会烧坏设备并可能发展成相间短路故障。

故障点产生间隙性电弧时，在一定条件下，产生串联谐振过电压，其值可达相电压的2.5～3倍，对系统绝缘危害很大。

1.3 单相接地故障的现象：1）“10kV（接地较频繁）（35kV）I或II段母线接地”发信号。

2）电压表指示：当系统发生完全接地故障时，接地相电压表指示为零，其他两相对地电压表指示升高√3倍，线电压表指示正常，此时电压互感器开口三角形有100V输出电压；当系统发生不完全接地故障时，接地相电压表指示减小，低于相电压，其他两相对地电压表指示增加，大于相电压，线电压表指示正常，此时电压互感器开口三角形有0～100V输出电压。

正常情况开口三角电压为0v。

稳定性接地时，电压表指示无摆动；若指示不停摆动，观察相、线电压、3U0电压无明显无变化、一般3U0电压无法扑捉。

则为间歇性接地。

3）发生弧光接地，产生过电压时，非故障相电压很高。

电压互感器高压保险可能熔断，甚至可能会烧坏电压互感器。

2 接地故障的判断在某些情况下，系统的绝缘没有损坏，而因其它原因产生某些不对称状态，例如，电压互感器高压保险一相熔断，用变压器对空载母线合闸充电，谐振过电压等，可能报出接地信号，在处理过程中，应注意加以区分判断。

2.1 电压互感器一相高压保险熔断，报出接地信号区分依据：接地故障时，故障相对地电压降低，非故障相对地电压升高，线电压不变，而电压互感器一相高压保险熔断时，对地电压一相降低，另两相电压不变，线电压指示则会降低。

2.2 用变压器对空载母线合闸充电时，开关三相合闸不同期，三相对地电容不平衡，使中性点发生位移，三相电压不对称，报出接地信号区分依据：这种情况是在操作时发生的，只要检查母线及连接设备无异常，即可判定。

投入一条线路或投入一台所用变，接地信号即可消失。

2.3 在合空载母线时，可能发生铁磁谐振过电压，报出接地信号区分依据：电压表一相、两相、三相指示会超过线电压或以低频摆动，表针会打到头。

可分为基波谐振、高频谐振、分频谐振三种。

1）基波谐振：一相电压低，但不为零，两相电压高，超过线电压，表针打到头。

或两相电压低，但不为零，一相电压高，表针打到头。

2）高频谐振：三相电压同时升高，远超过线电压，表针打到头。

也可能一相电压上升，高于线电压，表针打到头，另两相电压下降。

3）分频谐振：三相电压依次升高，并超过线电压，表针打到头，三相表计在同范围内低频摆动。

3 单相接地故障的查找处理方法小电流接地系统，发生单相接地故障时，应记录接地的时间和相别以及绝缘监察电压指示异常情况，接地故障持续5分钟后不消失，认定为永久性接地故障，汇报调度。

根据信号、电压表计指示、天气、运行方式及系统操作等情况来判断故障。

3.1 判明故障性质和相别根据接地故障的判断所述依据，首先判明故障性质和相别，待确定为接地故障后，采取措施，进行查找处理。

3.2 分网运行缩小范围分网运行包括系统分网运行和变电站内分网运行，系统的分网应在调度统一指挥下进行，并考虑各部分之间功率平衡、继电保护的相互配合、消弧线圈的补偿度是否适当。

对于变电站，分网就是将母线采取母联分段方式运行。

缩小范围，找出仍有接地信号的一段母线。

3.3 检查站内设备确定故障范围后，应对故障范围以内的站内一次设备进行全面的外部巡视检查。

主要检查设备瓷质部分有无损坏、放电闪络，设备上有无落物、小动物及外力破坏现象，各引线有无断线接地，检查互感器、避雷器、电缆头等有无击穿损坏、异常声响等。

4 查找处理单相接地故障时的注意事项4.1 故障点可以用断路器隔离检查发现电流互感器、出线穿墙套管、出线避雷器、电缆头、耦合电容器、线路侧刀闸等断路器外侧的设备有故障。

应汇报调度，转移负荷后，断开断路器隔离故障。

拉开故障设备的两侧隔离开关，汇报上级有关领导，做好安全措施，等待修试人员检修故障设备。

4.2 故障点只能用隔离开关隔离此时绝对不能用隔离开关拉开接地故障和线路负荷电流。

应汇报调度，根据本站一次系统主接线及运行方式，利用倒运行方式将故障点隔离。

对不能倒运行方式的，可用人工接地法转移故障点，再用断路器断开故障点。

1）双母线接线，可将故障设备倒至单独一条母线上，使其和母联断路器串联运行，用母联断路器断开故障点，再断开故障设备断路器，拉开其两侧隔离开关，汇报上级有关领导，做好安全措施，等待修试人员检修故障设备。

2）有旁母的接线，可用倒旁母运行，转移负荷并转移故障点的方法，用断路器隔离故障点。

3）不能倒运行方式时，可用人工接地法，转移接地故障点后，用断路器隔离故障点。

4）故障点在母线上。

检查发现隔离点在母线上，无法隔离，应将隔离母线停电检修，双母线接线的，可将全部负荷倒至另一条母线上供电，其它情况，应先将用户负荷转移，再进行停运母线。

5）检查站内设备未发现异常。

汇报调度，利用瞬停的方法查出有故障线路。

依次短时断开故障所在母线上各出线断路器，并监视接地信息、绝缘监察电压表的指示，如果在断开某一回路断路器时，接地信号消失、绝缘监察电压表的指示恢复正常，就可确定该线路上有接地故障。

利用“瞬停法”查找有接地故障的线路，一般按以下步骤进行：（1）空载线路；（2）双回路用户或有其它电源的线路；（3）分支多、线路长、负荷轻、不太主要用户的线路或发生故障机率高的线路；（4）分支少、线路短、负荷重、较重要用户的线路；（5）双母线接线，某些重要用户的线路，在两母线均有电源情况下，可以依次倒至另一条母线上，将母线分段运行，若检查原来所在母线接地信号消失，另一条母线上仍有接地信号，说明所倒换的线路上有接地故障。

此方法可以准确查出两条线路发生同名相两点接地故障；（6）单母线、单台变压器及其配电装置；（7）确定有接地故障的线路，汇报调度。

以上是对有人值班变电站发生小电流接地系统单相接地故障的处理，随着电力系统自动化水平不断提高，远动技术快速发展，以及电气设备更新换代，越来越多的变电站实行无人值守。

我局除三座220kV变电站外，110kV变电站24座，35kV变电站19座。

41个变电站均实行无人值守。

5 对于无人值守变电站当发生小电流接地系统单相接地故障时，根据调控监控工作站语音报出的远动告警信息和远动机所显示遥测值的变化，做出准确的判断。

查找处理的方法在具体处理过程中与有人值班变电站的处理方法有许多不同之处。

主要区别在判明故障的性质、相别后，通过远动遥控操作在分网、分段运行缩小故障范围的基础上，利用“瞬停法”查找出有接地故障的线路。

发生单相接地故障时，通过调控监控工作站远动告警信号和远动机所显示电压值，记录接地的时间和相别以及远动机所显示电压遥测值，待接地故障持续5分钟后不消失，根据运行方式、天气状况、系统操作、远动告警信号、远动机所显示电压遥测值以及远动、通信、保护等班组当天工作情况，做出判断，进行查找处理：5.1 判明故障的性质、相别5.2 分网运行缩小范围远动遥控操作断开母联断路器，使母线分段运行，据远动机所显示电压遥测值，确定接地故障所在的母线后，远动遥控操作合上母联断路器。

5.3 利用“瞬停法”查找出有接地故障的线路对在接地故障母线上供电的重要负荷，在运用远控拉路选线时，应先通知各供电分局值班人员和重要用户，如所供负荷为城市、医院、煤矿、监狱等，得到允许后，按照接地选线序位表，通过远动遥控操作依次断开故障母线上各出线断路器，同时密切监视调控监控机处语音报出的远动告警信息和远动机所显示电压遥测值的变化，查找出有接地故障的线路，通知专线用户的停送电联系人或各供电分局值班人员，在规定的时间内查找出故障点并排除。

在远动选接地过程中，如果出现遥控断路器拒分或断开出线断路器而合闸拒合现象，应立即通知区域运维站相关工作人员到达现场处理。

5.4 同一条母线上两条出线同相单相接地1）断开母联断路器，判断出有接地故障的母线；2）合上母联断路器，根据接地选线顺序表依次选有接地故障的母线所带出线，接地不消失；3）断开有接地故障的母线上一条出线，选此段母线其他出线，可选出出线1；4）断开出线1，选此段母线其他出线，可选出出线2，且出线1、2为同相接地；5）通知分局、用户、运维站查线，出线1、2可运行2小时。

5.5 当10kV母线或母线至主变开关之间发生单相接地1）待有接地故障的母线所有出线选线均未有接地时，在母联断路器断开情况下，用主变断路器分合来判定。

同一条母线上两条出线不同相单相接地。

2）出线1断路器跳闸，10kVI、II母接地不消失。

利用母联断路器，判断出有接地故障的母线，3）根据接地选线顺序表选线为出线2，试送出线1，出线1跳闸，判定可能有另一相接地。

断开出线2，强送出线1，有接地出现且与出线2不同相。

依据所带负荷重要性，送一条重要出线，通知分局或用户查线。