變電站小電流接地系統(tǒng)單相接地故障處理方法

劉洪亮　吳世隆　王洪元

引言：變電站小電流接地系統(tǒng)單相接地故障是一種較為常見的故障。文章就常見故障進行分析判斷，從單條線路單相接地試拉路查找、多條線路同相接地停運查找等幾個方面對小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障進行處理。從源頭對故障原因進行分析以及良好的問題故障解決能力對于保證變電站電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重要意義。

電力系統(tǒng)中大電流接地方式和小電流接地方式均屬于中性點接地方式，而單相接地是小電流接地系統(tǒng)中一種較為常見的臨時性故障[1]。小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，系統(tǒng)仍可持續(xù)運行約1-2小時，但如果發(fā)生故障時電網(wǎng)持續(xù)長時間運行將直接導致非故障相的電壓升高，出現(xiàn)過電壓情況，進而使得單相接地故障擴大，發(fā)展成為相間短路，對用戶正常用電產(chǎn)生影響，造成嚴重事故。據(jù)不完全統(tǒng)計，在配電系統(tǒng)中發(fā)生的配電故障有超過80%屬于單相接地故障，因此在故障發(fā)生時，變電站值班人員必須要熟悉接地故障的處理方法，一旦發(fā)生單相接地故障予以及時切除，保障用電安全。

一、小電流接地系統(tǒng)基本概念

電力系統(tǒng)中將接地方式分為大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)，兩者均屬于中性點接地方式。依據(jù)我國相關規(guī)定：X0/X1≤4～5的系統(tǒng)屬于大電流接地系統(tǒng)，X0/X1>4～5的系統(tǒng)屬于小電流接地系統(tǒng)[2]。換言之，即110kV及以上的中性點直接接地的系統(tǒng)為大電流接地系統(tǒng)，35kV及以下的中性點不接地的系統(tǒng)為小電流接地系統(tǒng)。

二、變電站單相接地故障分析判斷

（一）大電流接地系統(tǒng)與小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的區(qū)別

大電流接地系統(tǒng)：發(fā)生單相接地故障時，接地點首先通過大地，然后經(jīng)過主變中性點，最后才通過輸電線路從而形成零序通路，此時該通路中有短路電流流過，相應保護動作隨即跳閘，能夠將故障設備從電網(wǎng)中及時切除，以保證電網(wǎng)設備的正常運行。

小電流接地系統(tǒng)：發(fā)生單相接地故障時，由于主變中性點不與大地接觸，因此故障發(fā)生時無法形成通路，不會產(chǎn)生短路電流，因此過電流時保護動作不發(fā)揮作用。但與大電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障有所不同，發(fā)生小電流單相接地故障時，零序過電壓保護會動作即發(fā)出“小電流單相接地”的報警信號。

（二）小電流單相接地報警信號

小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，零序過電壓保護會發(fā)出報警信號，該報警信號是通過母線PT開口三角繞組兩端電壓而發(fā)出的[3]。當系統(tǒng)正常運行時，三相電壓對稱。而當小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，接地相電壓降低，其余兩相電壓升高，線電壓保持不變。此時三相電壓大于電壓繼電器整定值，電壓繼電器保護動作，發(fā)出報警信號。值得注意的是，變電站值班人員收到報警信號后切忌一味認為是單相接地，應注意排除PT高壓保險熔斷、鐵磁諧振等情況[4]。

三、小電流接地系統(tǒng)單相接地故障處理措施

（一）單條線路單相接地故障處理

變電站值班人員報告調度接地故障情況后，根據(jù)調度指令進行試拉路。即依據(jù)接地拉路序位表逐路進行試拉，每拉開一路斷路器，查看接地信號復歸情況，若未復歸，則合上該斷路器，接著再試拉下一路，直到拉開該斷路器后接地信號復歸，則提示該線路接地。拉路順序通常包括以下幾個步驟：①對于裝有小電流接地選線裝置的，應首先試拉所選分路；②對于并列運行的可首先將分段斷路器拉開，確定具體是哪條母線發(fā)生接地；③對接地段母線剩余的分路逐一進行試拉，通常先拉空充線路，再拉雙回線及接地故障頻發(fā)線路，最后拉重要負荷。值得一提的是，如果故障變電站內(nèi)有工作人員，變電站值班人員應當確定單相接地故障與其工作無關，并通知人員及時撤離，撤離完畢后再進行試拉路。在試拉完電容器斷路器后，切忌立即合閘，以防止過電壓產(chǎn)生；此外，試拉過程中絕對禁止用刀閘進行試拉查找。

（二）多條線路同相接地停運查找處理

若采用上述方法仍舊無法查找出接地故障分路，此時應考慮為多路同相接地或母線設備接地。值班員應向調度申請將接地段母線上所有分路停運逐一查找，每拉開一路斷路器，查看接地信號復歸情況，若未復歸，則不再合上該斷路器，接著拉開下一路，直到拉開該斷路器接地信號復歸，則提示該線路屬于接地線路。此時保留該斷路器在斷位，然后送出其他已拉開斷路器，同時逐一查看是否報接地信號，若未報接地信號則繼續(xù)合下一路，直到合上某一斷路器后再次發(fā)接地信號，則認定該線路為另一接地線路。

（三）母線及以上設備接地查找處理

如果將接地段母線上所有分路斷路器逐一拉開后，接地信號仍舊無法恢復，則應判定為母線及以上設備接地。此時可以拉開接地段母線主進開關，然后合上分段開關，以此來判定接地點的具體位置，確定究竟在母線設備上還是在主變低壓側母線橋上。

（四）現(xiàn)場查找

通過對故障原因的全面排查后，變電站值班人員應前往現(xiàn)場直接查找接地點，在查找接地過程中尤其要注意做好安全防護措施，穿絕緣靴、戴安全帽。如有需要接觸設備外殼或架構時，工作人員必須戴好絕緣手套。此外，帶接地故障運行時間不能超過相關規(guī)定的時間，以避免發(fā)展成為相間短路故障，造成嚴重事故，給電網(wǎng)及設備造成沖擊。

四、結束語

變電站小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障較為常見，多發(fā)生于潮濕、多雨的季節(jié)。由于單相接地故障發(fā)生后電網(wǎng)系統(tǒng)仍可持續(xù)運行約1-2小時，因此在我國的應用較為廣泛。但如果發(fā)生單相接地故障后電網(wǎng)長期運行，會導致非故障的兩相對地電壓升高，進而發(fā)展成為相間短路，影響用戶正常用電。本文針對單相接地故障的常見原因進行了分析判斷，并提出對應措施以解決故障問題，力求及時切除故障線路，以保障電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行。

參考文獻

[1]包斌；于志遠.小電流接地系統(tǒng)單相接地故障簡單分析及處理方法[J].中國科技縱橫，2010，2（16）：389-391.

[2]范偉.一起小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的處理[J].大科技，2014，2（27）：425-426.

[3]尹星光；宛玉健；張新州等.10kV線路故障引起相鄰線路異常跳閘的原因分析[J].華電技術，2012，34（5）：123-125.

（作者單位：國網(wǎng)山東昌樂縣供電公司）