電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行中接地故障處理問題研究

方黎穎

【摘 要】在電網(wǎng)調(diào)控模式下，為了降低單相接地故障給電網(wǎng)和用戶帶來的不良影響，電網(wǎng)運(yùn)行人員應(yīng)熟悉有關(guān)運(yùn)行規(guī)程，熟悉設(shè)備情況，提高故障處理能力。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，要沉著冷靜，認(rèn)真分析，正確判斷并避免故障發(fā)展，盡快消除故障威脅。同時，加強(qiáng)科學(xué)管理，提高人員素質(zhì)，積極應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備，并做好各種預(yù)防措施，以便快速查找和消除故障點(diǎn)，提高電網(wǎng)的供電可靠性，保證電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)調(diào)控；接地故障；預(yù)防措施

1.接地故障產(chǎn)生的原因

單相接地故障是電網(wǎng)中出現(xiàn)概率最大的一種故障，特別是在雷雨、大風(fēng)和冰雪等惡劣天氣情況下，單相接地故障更是頻繁發(fā)生。66kV及以下的中低壓配電網(wǎng)，由于設(shè)備元件多，設(shè)計(jì)裕度小，運(yùn)行環(huán)境相對惡劣等因素，因此發(fā)生接地故障的概率更大。發(fā)生單相接地故障的具體原因主要有：設(shè)備絕緣不良，如老化、受潮、絕緣子破裂、表面臟污等；發(fā)生絕緣擊穿接地；小動物、鳥類、漂浮物及吊車等外力破壞；線路斷線，導(dǎo)線固定不牢等；惡劣天氣和人為因素等。其中，導(dǎo)線斷線、絕緣擊穿和樹木短接是電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障的最主要原因。

2.接地故障的現(xiàn)象

發(fā)生單相接地時，一般會有以下現(xiàn)象出現(xiàn)。（1）發(fā)生單相接地的系統(tǒng)內(nèi)變電站接地警報，接地光字牌亮。（2）同一系統(tǒng)內(nèi)的三相對地電壓不平衡，相電壓表上顯示故障相電壓低于額定相電壓或?yàn)?0，其他兩相電壓高于額定相電壓或等于額定線電壓，3U0超過動作整定值，發(fā)出接地告警信息。（3）系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的消弧線圈有異響，出現(xiàn)大電流，電流值等于消弧線圈運(yùn)行檔位的額定電流。小電流接地系統(tǒng)中常發(fā)生一些故障，也能發(fā)出接地報警信號，因此如何區(qū)別真假接地是進(jìn)行接地選擇處理的前提。

3.接地故障的處理步驟

電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障告警時，監(jiān)控員應(yīng)主動檢查本系統(tǒng)中其他變電站母線電壓數(shù)值，確認(rèn)系統(tǒng)確實(shí)發(fā)生接地故障，應(yīng)立即將接地時間、相別、母線電壓、消弧線圈動作情況報告值班調(diào)度員，并可結(jié)合現(xiàn)場匯報情況，盡快尋找故障點(diǎn)切除故障，避免擴(kuò)大為兩點(diǎn)接地或相間故障，引起線路跳閘，影響持續(xù)供電。

3.1接地故障處理的注意事項(xiàng)

（1）系統(tǒng)帶接地故障運(yùn)行時間，一般不可超過2h。（2）帶接地故障運(yùn)行時，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視電壓互感器和消弧線圈的運(yùn)行狀態(tài)，防止出現(xiàn)異常造成事故擴(kuò)大，并及時報告調(diào)度。（3）在系統(tǒng)接地時，不得拉合消弧線圈的隔離開關(guān)，也不得用隔離開關(guān)斷開接地電氣設(shè)備。（4）用“瞬時停電法”查找故障線路時，無論線路上有無故障，均應(yīng)立即合上，瞬時停電小于10s。（5）如在異常天氣出現(xiàn)頻繁瞬間接地，則可以將絕緣水平低、分支多、主干線長、故障率高的線路停電，待風(fēng)雨停止后再試送電。（6）觀察、判定接地故障是否消失，應(yīng)從接地信號、三相對地電壓、消弧線圈聲音等情況相結(jié)合判定，防止誤判斷。（7）當(dāng)采用分割電網(wǎng)的辦法選擇接地故障時，應(yīng)考慮各系統(tǒng)供電不受影響。分網(wǎng)運(yùn)行時，應(yīng)考慮分網(wǎng)后各部分之間的功率平衡、繼電保護(hù)配合和消弧線圈的補(bǔ)償?shù)纫蛩?。?）只有一臺消弧圈的系統(tǒng)，允許帶接地故障運(yùn)行的時間，由消弧線圈的溫升確定；有多臺消弧線圈的系統(tǒng)中個別消弧線圈溫升達(dá)到規(guī)定時，而故障線路未選出或因故不能停下時，可以切除該消弧線圈。（9）當(dāng)系統(tǒng)三相電壓同時升高或任一相電壓超過運(yùn)行線電壓 10%時，說明系統(tǒng)產(chǎn)生了PT鐵磁諧振過電壓，手動選出后不再試送。（10）拉路選擇接地時，應(yīng)考慮電容電流的變化，避免系統(tǒng)發(fā)生全補(bǔ)償諧振。

3.2 接地故障處理的原則順序

（1）根據(jù)系統(tǒng)接地當(dāng)時的實(shí)際情況（如用戶報告，接地自動選擇裝置顯示的接地線路或線路跳閘重合成功后發(fā)生的接地等），可以臨時變更接地選擇順序，優(yōu)先選擇，以求迅速找出故障點(diǎn)。（2）拉開母線無功補(bǔ)償電容器斷路器。（3）分割電網(wǎng)法檢除。當(dāng)兩條母線并列運(yùn)行，解母聯(lián)開關(guān)判明哪條母線系統(tǒng)接地后，仍恢復(fù)雙母線并列運(yùn)行方式。（4）充電線路可先檢除。（5）在不影響負(fù)荷的情況下，選擇聯(lián)絡(luò)線、雙回線和環(huán)狀線路進(jìn)行判斷。（6）選擇分歧多、線路長的次要負(fù)荷線路。（7）選擇重要的負(fù)荷線路。重要用戶和保安負(fù)荷通知后，再進(jìn)行接地選擇。（8）對于只有一臺消弧線圈的系統(tǒng)，帶消弧線圈的線路一般最后檢除。（9）判明接地線路后，令線路維護(hù)單位巡線處理。

4.幾種典型接地故障處理

4.1變電站內(nèi)設(shè)備發(fā)生接地

變電運(yùn)行人員檢查站內(nèi)電氣設(shè)備是否有接地故障：如設(shè)備瓷質(zhì)部分有無破損，有無放電閃絡(luò)；設(shè)備上有無落物、小動物及外力破壞等；有無斷線接地；避雷器、電纜頭有無絕緣擊穿等現(xiàn)象。在檢查確認(rèn)變電站內(nèi)設(shè)備無問題的前提下，按線路接地故障處理。如果接地點(diǎn)在站內(nèi)時，可能在母線或連接母線的設(shè)備上，可能在主變二次側(cè)至母線間，可能在開關(guān)至甲刀閘間，也可能在開關(guān)至乙刀閘間。

4.2變電站外線路發(fā)生接地

線路發(fā)生接地故障時，可能為1點(diǎn)接地，也可能為2點(diǎn)或多點(diǎn)接地。

小電流接地系統(tǒng)發(fā)生接地時，監(jiān)控員對接地現(xiàn)象做詳細(xì)記錄，并立即報告調(diào)度，如有消弧線圈的變電站應(yīng)監(jiān)視其溫升，隨時與調(diào)度聯(lián)系處理。如果有智能接地選線系統(tǒng)的按其顯示的線路進(jìn)行選擇，無智能接地選線系統(tǒng)的變電站按接地選擇順位表選擇。首先判斷系統(tǒng)發(fā)生接地故障，然后區(qū)分是變電站內(nèi)接地還是線路接地，分割電網(wǎng)縮小檢除范圍，檢除最可能發(fā)生接地的線路，檢除不影響負(fù)荷的充電線路和聯(lián)絡(luò)線，減除次要負(fù)荷線路，最后減除重要負(fù)荷線路和帶消弧線圈線路等。如果減除一遍接地告警信息消失，即為單點(diǎn)接地，對該接地線路進(jìn)行處理即可。如果減除一遍接地告警信號未消失，即可判斷為同相兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地，在已確定的范圍內(nèi)逐次拉開線路，當(dāng)拉開某一線路，接地信號消失，說明此線路上有接地點(diǎn)，此線路暫時不送電，然后將已拉開的線路開關(guān)依次合上，當(dāng)出現(xiàn)接地告警信號時，說明此線路有接地點(diǎn)，此線路暫時不送電，再依次送出其他線路，無接地信號時，完成接地線路判明后，根據(jù)實(shí)際要求決定是否送電，并應(yīng)立即停用接地線路的重合閘，如果接地線路跳閘，不進(jìn)行強(qiáng)送。對于66kV雙母線系統(tǒng)存在的接地故障，還可以用倒母線隔離開關(guān)和拉合母聯(lián)斷路器進(jìn)行選擇，此方法優(yōu)點(diǎn)是不影響線路負(fù)荷，特別適合重要負(fù)荷多的變電站系統(tǒng)。該方法只需要在220kV變電站內(nèi)操作即可完成接地選擇，但對變電運(yùn)行人員的操作能力和素質(zhì)要求較高。

5.接地故障的預(yù)防措施

鑒于導(dǎo)致單相接地故障的原因有很多，可采取以下幾種方法進(jìn)行預(yù)防，盡量減少接地故障的發(fā)生。（1）提高系統(tǒng)絕緣和耐雷水平。在規(guī)劃設(shè)計(jì)時，在接地故障頻發(fā)區(qū)，加裝氧化鋅避雷器；增加桿塔高度；在污穢環(huán)境下，應(yīng)提高設(shè)備的外絕緣強(qiáng)度和防污穢等級，線路上也可采用絕緣導(dǎo)線等。（2）施工前后嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。施工安裝前，不允許任何不合格的設(shè)備和材料混進(jìn)電網(wǎng)中；線路架設(shè)完畢后，應(yīng)按要求完成有關(guān)試驗(yàn)、檢測工作，履行嚴(yán)格的驗(yàn)收手續(xù)。（3）加強(qiáng)運(yùn)行管理，認(rèn)真做好巡視工作，消除隱患。在春、秋檢時認(rèn)真組織清除電網(wǎng)缺陷，消除樹木威脅，合理安排檢修，盡量縮短檢修時間，提高檢修質(zhì)量。加強(qiáng)宣傳工作和預(yù)防措施，防止外力破壞。（4）定期對配電變壓器、避雷器、跌落式熔斷器、絕緣子等進(jìn)行試驗(yàn)及絕緣電阻的測量，選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，對不合格設(shè)備及時進(jìn)行維修或更換。（5）在配電長線路上加裝分段開關(guān)。這可以有效縮小故障范圍，減少停電范圍和停電時間，有利于快速查找故障點(diǎn)和隔離故障。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]譙坤.小電流接地系統(tǒng)單相接地故障判斷和處理[J].農(nóng)村電氣化，2005（5）.