小电流接地系统单相接地与压变异常分析王振星

小电流接地系统单相接地与压变异常分析王振星

发布时间：2021-09-16T07:46:14.726Z 来源：《中国科技人才》2021年第18期作者：王振星[导读] 在中压配电网故障中，受自然因素、人为破坏、配电设备自身因素及配网管理疏忽等方面原因造成的单相接地故障占所有故障80%左右，因此需重点对配电网单相接地故障进行分析并制定预防措施，提高配电网供电连续性。本文介绍了一起10 kV母线接地和压变熔丝熔断同时发生的故障，分析了接地故障及各类虚幻接地的本质区别，提出了小电流接地系统单相接地与压变异常的复故障调度处理策略，

为调度员快速判断电压异常原因提供必要的借鉴。国网山西省电力公司沁县供电公司山西省长治市 046400摘要：在中压配电网故障中，受自然因素、人为破坏、配电设备自身因素及配网管理疏忽等方面原因造成的单相接地故障占所有故障80%左右，因此需重点对配电网单相接地故障进行分析并制定预防措施，提高配电网供电连续性。本文介绍了一起10 kV母线接地和压变熔丝熔断同时发生的故障，分析了接地故障及各类虚幻接地的本质区别，提出了小电流接地系统单相接地与压变异常的复故障调度处理策略，为调度员快速判断电压异常原因提供必要的借鉴。

关键词：小电流接地系统；单相接地；压变熔丝

在对10 kV线路的分析中，将其负荷在配电网变压器高压侧进行等效，因此等效负荷为中性点不接地方式，所以虽然配电网系统发生了单相接地故障，但上级变电站10 kV电源侧三相线电压保持对称，系统仍能正常运行，配电网变压器高压侧不接地使得负荷对10 kV线路单相接地故障点电流无影响，接地故障电流只受线路参数及变电站主变压器接地方式影响，当发生单相接地故障（占线路总故障的70 %—80 %）时，因不构成短路回路，线电压保持对称，将不影响对用户供电，因此不必立即切除故障线路，允许带电运行2 h。

在电网实际运行中，当小电流接地系统发生单相接地故障时，一相电压为0，另两相电压升高，这是线电压的一种理想情况。尤其在接地故障情况下，故障点存在电弧，可能引发火灾事故；健全相过电压，可能损坏绝缘并引发相间故障。为此，配网调度员需从电压信息中判定是否为接地故障，准确查找产生电压异常的原因，并采取相应的处理措施。

1故障经过

110 kV甲变电站在正常方式下，1号主变供10 kVⅠ，Ⅱ段母线，10 kV系统为中性点经消弧线圈接地系统（见图1）。该变电站同时发生10 kV母线接地和压变熔丝熔断故障，具体经过如下。

图2甲变电站10kV?133线正常运行方式

压变高压侧熔丝熔断时，熔断相电压降低，非熔断相电压不变，PT开口三角有电压，发单相接地信号；压变低压侧熔丝熔断时，熔断相的电压为0或接近0，非熔断相电压不变，PT开口三角无电压，不发单相接地信号。

每一个运行人员尤其是调度员，应掌握故障特征，准确分辨这2种故障现象，并快速处理运行中可能出现的异常情况。

2.1单相接地的处理要点

根据现象判断为单相接地后，应检查站内母线、母线附属设备、主变套管等。对线路试拉时，按照先拉空载线路后拉负荷线路的顺序；若有小电厂并网线路时，还应该通知其解列后再执行。

优先试拉选线装置给出的选线结果，先拉架空线路，最后拉重合闸停用的全电缆线路。当可能造成重要用户停电时，还应该提前通知有关用户和客服中心。若是永久接地的线路，调度运行人员不再送电；若是单相接地的线路，调度运行人员应该通知线路工区带电查线。

2.2熔丝熔断的处理要点

根据故障现象确定为熔丝熔断后，应先更换低压侧二次熔丝，观察电压是否正常。如仍异常，可以将母线压变改检修，更换高压熔丝。更换高压熔丝后，电压仍异常，则判定为二次电压回路异常，在停用压变时，应做好电压切换工作。

3复故障的调度处理策略

单一特征的判断相对容易，2种及2种以上特征的复合性故障的判断与处理较为复杂。如单相接地或谐振常常伴有高压熔丝熔断和低压熔丝熔断，而高压熔丝不完全熔断时的接地信号，其发出与否取决于接地信号的二次电压整定值和熔丝熔断程度。从实际运行情况来看，电压异常时常出现二次回路异常，此时电压高低与接地信号是否发出，参考价值不大。

甲变电站的复故障明显，可以明显判断C相有接地，而其他情况下的复故障现象并不明显。

3.1故障1

某110 kV变电所35 kVⅠ，Ⅱ段并列运行。Ⅰ段电压UA：0，UB：37 kV，UC：34 kV；Ⅱ段电压UA：3 kV，UB：37 kV，UC：22 kV，“Ⅰ，Ⅱ段母线接地”。

应当注意到35 kVⅠ，Ⅱ段并列运行，其压变显示电压不同，表明压变存在异常，应先进行排查。35 kVⅡ段母线压变C相高压熔丝熔断，更换高压熔丝后，Ⅱ段电压UA：3 kV，UB：37 kV，UC：33 kV，表明Ⅰ，Ⅱ段

母线上存在A相接地。试拉Ⅱ段出线时，发现试拉A相线路时Ⅱ段电压UA：25 kV，UB：27 kV，UC：25 kV，母线电压恢复正常，说明Ⅱ段线路发生了A相接地故障。

3.2故障2

某110 kV变电站10 kVⅠ段母线接地，Ⅰ段电压UA：10.13 kV，UB：0.3 kV，UC：0.28 kV，消弧线圈未动作（现场消弧线圈未投），小电流接地装置指示139线路。试拉139线路后，UA：6.1 kV，U B：0.3 kV，U C：0.28 kV，表明选线正确。同时，需对Ⅰ段母线压变B，C 相熔丝进行检查。经检查：由于10 kVⅠ段母线消弧线圈未投入使用，未能及时补偿电容电流，导致接地相电容电流过大，10 kVⅠ段母线压变B，C相低压熔丝熔断。

基于上述分析，出现小电流接地系统单相接地与压变异常的复故障时，可依据母线上出线的有功和无功遥测信息、其他母线电压信息及消弧线圈投退信息进行判别。如果判别压变存在异常，应立即进行缺陷处理；如果单相接地故障的非故障相熔丝完好，电压信息明显，即依据该电压可辨别试拉线路，则可同步进行单相接地故障处理；如果单相接地故障的非故障相熔丝均损坏，无法辨别单相接地现象，则待熔丝更换后再进行试拉和单相接地故障处理。

4改进措施

（1）各部门应协调安排老旧设备的定期维护与检修工作，确保电网的安全稳定运行。

（2）对于容性故障电流较大的10 kV线路，应确保消弧线圈的正确投入。

（3）运行人员应加强对一次设备的巡视检查，及时消除设备故障。

（4）严格执行事故处理流程，提高故障现象分析能力，及时、全面、准确汇报，且汇报调度时能分析判断出事故类型，以节省调度员故障处理时间。

（5）监控值班员应总结和学习母线单相接地与压变熔丝熔断同时发生时的事故研判经验，正确区别故障现象。

5结语

针对小电流系统运行方式，发生单相接地故障频率较高的情况下给出明确的预防措施，对于现场实际生产工作具有一定的指导意义，下一步将继续针对小电流接地选线方面开展研究工作。

参考文献：

［1］王木楠，黄俊，李培培.小电流接地系统单相断线故障分析［J］.电工技术，2017（5）：106-107.

［2］张启亮，刘倩影.10 kV电缆网小电流接地系统故障定位方法研究［J］.黑龙江电力，2018，40（4）：45-48.

［3］王士新，张慧芬，徐斌，等.小电流接地系统单相断线接地复故障类型诊断［J］.电力自动化设备，2018，38（7）：134-139.