一起單相接地擴大性故障對配網調度的啟示

高淑婷，齊 飛

（南京供電公司，江蘇 南京 210008）

1 故障現象

2008年8月22日9時10分，雨花變10kV I段母線接地，小電流選線裝置發信號顯示雨西線單相接地。考慮到線路上有重要用戶火車站，調度未立即拉開故障線路，立刻與該用戶聯系停電時遭到拒絕。9時55分，雨西線開關跳閘，2分鐘內該站另外8條10kV出線、兩路所用變相繼跳閘，全所失電，多家重要雙電源用戶失電。后檢查后發現，一條電纜溝內多條出線電纜擊穿，絕緣層燒化，導致多條線路保護動作跳閘。

2 故障類型及引起故障擴大的原因

2.1 故障類型

雨花變故障的起因是柱上開關避雷器引線炸斷，但后果嚴重。一般情況下，單相接地故障不及時隔離，線路會在較長時間內承受過電壓，引發絕緣擊穿，發展成跳閘故障，一般只影響故障線路本身。目前10kV系統多采用高壓交聯聚乙烯電纜，很難發生電纜絕緣大面積燒化的事故[1]。故這起雨花變故障，認為是一起由簡單故障引起的擴大性復雜故障。

2.2 引起故障擴大的原因

對這起故障的發展經過及對現場一、二次設備的運行情況的調查分析，總結出引起故障擴大的三個原因，分別為隔離故障時間長、電纜頭絕緣性降低、電纜排放混亂。現就隔離故障時間長展開分析。

從雨花變10kV I段母線發單相接地信號，到故障跳閘，歷時45 min，系統中的接地故障沒有及時隔離。在接地發生并由選線裝置指明接地線路后，調度出于對重要用戶連續供電的服務承諾，按照《南京市電網調度規程》第6章第156條規定“永久性單相接地時，由于重要用戶不能立即停電或不能停電轉移負荷時，可繼續運行2 h”，在聯系重要用戶要求停電處理被拒絕后，調度無法及時隔離故障。系統帶接地運行，同一母線上的其他設備和出線等也都受到故障電壓的威脅，對設備絕緣是極大的考驗，隨時可能引發威脅人身及設備安全事故[1]。此時正值夏季負荷高峰期，長時間承受故障電壓最終使出線電纜對接頭處的絕緣擊穿，造成兩相短路跳閘，同時電弧燒化附近其他電纜絕緣，連環跳閘，造成大面積停電事故。

3 雨花變故障引出的問題

（1）問題1：單相接地故障時，故障設備要求停電與重要雙電源用戶要求連續供電的矛盾。

從安全生產的角度出發，故障情況下，為保證正常設備的連續穩定運行，必須將故障設備隔離。查找與處理故障過程，勢必產生設備要停電與用戶要用電的供用電矛盾。隨著用戶對電能依賴程度的加深和維權意識的提高，這一矛盾日益突出。

發生單項接地故障時線路不跳閘，要查找接地只有拉路法，會造成短時停電。如讓雙電源用戶轉移負荷到備用電源上，用戶內部需停電移負荷[2]。以上兩者都會造成非故障線路上的用戶，尤其是雙電源用戶不必要的停電，影響其正常用電，降低供電可靠性。因此，八成用戶表示跳閘停電可以接受，但不愿意在有電時轉移負荷。經統計，2008年南京市區10kV電網共發生237起單相接地故障，41起因重要用戶不能停電使整條線路長時間（超過規定2 h）帶接地運行，其中14起燒壞設備轉為跳閘故障，約占單項接地故障數的17.3%。

（2）問題2：雙電源用戶電源點分配不合理。雨花變這起擴大性故障同時反映了雙電源用戶電源點分配不合理的現象。雨花變多條線路故障跳閘，停電范圍跨越2段母線，造成部分雙電源重要用戶如南京火車站、玻纖廠、晨光廠等全部停電，對這些用戶造成極大的損失。目前南京市有雙電源用戶1 277家，但真正意義上的雙電源并不多，主要表現在約80%的雙電源用戶的兩路電源來自同一個變電站的不同母線。系統非正常運行方式下，如一臺主變檢修，雙電源用戶的兩路電源變為同一個電源點，雙電源將失去意義。如果再發生變電站全停事故，上述接線的雙電源用戶兩路電源會同時失電，用戶面臨停電，可靠性大大降低。

4 解決措施

4.1 針對問題1的解決措施

（1）10kV單相接地線路，必須盡快停電處理，避免故障擴大。遇到用戶不配合停電的情況時，要考慮用戶利益，更要考慮整個電網的安全。雖然調度規程中有“允許帶單相接地故障運行2 h”的規定，但隔離故障的時間越短越好。在與用戶溝通時，應當明確必須盡快停電，告知延誤停電可能產生的嚴重后果。給用戶一定的時間裕度做匯報領導和轉移負荷的工作，該時間長短需在《地區電力系統調度規程》及《雙電源用戶調度協議》中明確提出。

同時，要從管理上改進，加強管理措施和各項規定的制定和完善，就處理故障程序做出明確指示。要做好重要用戶的宣傳工作，使其了解電網正常運行的重要性及帶故障運行的危害性，能在需要時積極配合調度工作，顧全大電網，達到互保互利的和諧局面。

（2）加強小電流接地選線系統功能，與保護配合正確動作。隨著城市快速發展，城市商業區密集度越來越高，很多的變電站大部分出線上都有重要的客戶，使拉路法查找接地的難度加大。當調度通知用戶轉移負荷時，用戶反饋信息速度慢、效果差，故障處理難以做到迅速和及時。鑒于用戶可以接受跳閘停電，希望能夠采用直接跳接地線路這一措施。

隨著小電流接地選線系統的不斷發展完善，通過采用零序電流比幅比相法等先進技術手段研發出智能綜合選線裝置，判斷接地線路的準確性大大提高，給調度員及值班人員迅速判斷接地線路提供很大的方便[3，4]。但是在大部分已安裝選線系統的變電站都將選線系統設定在信號，而非跳閘，即只判斷接地線路。建議在變電站廣泛使用小電流選線系統，并能夠直接跳開接地線路，一方面故障跳閘用戶可以接受，另一方面也使調度員避免了“想停停不了”的兩難局面，同時縮短線路、設備等承受故障電壓的時間，減少隱患，防止故障的擴大。

4.2 針對問題2的解決措施

實現真正意義上的雙電源。要實現真正意義上的雙電源，就要實現電源點分離。將雙電源用戶的進線電源盡量分布到不同的變電站，以減少故障對重要雙電源用戶的影響，一定程度上提高了供電可靠性。合理的雙電源布局需要生運部、調度、配電等部門的共同規劃和配合，按雙電源用戶的重要性，逐步改善。雙電源用戶，可以考慮其對供電可靠性的要求來分配電源點。對小區、住宅、寫字樓、飯店等對供電可靠性要求相對較低的雙電源用戶，可以采用同變電站不同母線作為電源點；對政府機關、醫院、火車站等對供電可靠性要求高的重要雙電源用戶，可以配合電網改造工程，逐步實現電源點分離。同時，我們應當鼓勵用戶提出保電申請，使調度部門時刻掌握重要用戶的用電情況。

[1]王世禎.電網調度運行技術[M].遼寧：東北大學出版社，1997.

[2]林殿忠.雙電源用戶安全管理探討[J].電力安全技術，2006，8（8）.

[3]薛 顥，王自強.零序功率選線方法的研究[J].繼電器，2008，36（6）：8-10.

[4]熊 睿，張宏艷，張承學，等.小電流接地故障智能綜合選線裝置的研究[J].繼電器，2006，34（6）：6-10.