小電流接地系統電壓異常情況分析及處置要點

宋卓霖

摘 要：對常見的電壓異常現象的處理方法及經驗進行歸納總結，以便供電部門對小電流接地系統電壓異常狀態進行全方位、多角度的分析處理，以更好的保障電網的安全、可靠運行。

關鍵詞：小電流接地系統;電壓異常;事故處置

引言

10kV系統一般是中性點不接地系統或中性點經消弧線圈接地系統，隨著電網的擴大，電容電流的增大，越來越多的10kV系統采用中性點經消弧線圈接地方式，以補償單相接地故障時的容性接地電流。

對于中性點經消弧線圈接地系統，引起10kV系統電壓異常的因素非常多，主要可分為兩大類：一類是諧振造成的10kV電網運行參數異常;一類是10kV系統設備故障，包括一次設備故障（還可能出現多重故障）、測量回路故障（包括TV及其二次回路故障）、一次設備故障而且測量回路也有故障。10kV系統電壓異常現象在電網運行中經常遇到，但要想準確及時地判斷處理并不是一件容易的事。本文對10kV配電網常見的電壓異常現象進行分析并提出處置建議方案。

1 金屬性接地

1.1現象及原因

金屬性接地時，由于中性點偏移，造成三相電壓不平衡，此時三相電壓分別為：接地相電壓為零，其余兩相電壓升至線電壓。其原因主要有：線路斷線接地、瓷瓶擊穿、線路避雷器擊穿、配變避雷器擊穿、電纜擊穿、線路柱上斷路器擊穿等。

1.2分析與處置

對于金屬性接地，其電壓特征明顯，即接地相為零，其余兩相升至線電壓，接地信號光字牌會出現。若饋線的接地信號出現，則先依此試拉。否則就按照先次要饋線后重要饋線，先常故障饋線后不常故障饋線，先站外后站內的原則試拉，最后再檢查母線上的所有設備。一般而言，母線接地是很罕見的。當每一條饋線都試拉過，而電壓異常并沒有消失時，就要考慮是不是出現多重故障了。

當同相接地的兩條線路不是同桿架設時，容易誤判為母線接地，特別是零序過流不動作或接地選線不顯示時更是如此，若饋線能形成手拉手接線，則將每一條線路轉由其他母線供電，看看是否引起其他母線接地，來判斷該線路是否接地，若沒有手拉手接線，則要將該母線所有饋線都拉閘，來確定是不是母線故障，若不是母線故障，再逐一試送饋線，確定故障線路。

2 非金屬性接地

2.1現象及原因

電壓一般顯示為一相降低、兩相升高（但不相等），或者一相升高、兩相降低（但不相等），其原因主要有：線路斷線接地、配變燒毀、電纜故障。

2.2分析與處置

非金屬性接地的處置方法與金屬性接地相同，但有時接地現象不明顯時，電壓不平衡現象較小，且由于零序電壓值未達到接地信號整定值，不會發10kV母線接地信號，但會發10kV各間隔保測一體裝置異常等信號，此時可先拉開10kV分段開關，故障母線的電壓不平衡現象會變得更加明顯，此時再通過拉路法來查找。

3 PT斷線

3.1現象

PT一次一相斷線時，故障相電壓降低且不為零，其他兩相基本不變并相等，故障相相關線電壓降低，非故障相不變;

PT一次兩相熔斷時，故障相電壓幾乎為零，正常相電壓基本不變;

PT二次一相斷線時，故障相電壓為零，非故障相電壓相等且不變;

PT二次二相斷線時，故障相電壓為零，非故障相電壓相等且不變;

PT高壓或低壓三相斷線時，三相電壓為零。

3.2分析與處置

室外PT經現場檢查核實確為一次保險完全熔斷后，可直接停PT隔離故障，開關柜內PT由于現場無法用驗電筆進行直接判斷，需短時停母線隔離PT，對于一些特殊的故障需要特別判斷，如TV三相或兩相熔絲熔斷且線路單相接地，由于三相電壓為零，無法判斷是否有接地，可先按熔絲熔斷進行檢查處理，若在開關室后聽到母線有電暈放電聲，則說明有接地故障了，就要先處理接地故障，再處理PT熔絲熔斷。

4 .諧振

4.1現象及原因

電力系統中的諧振過電壓，是由于系統中的電感和電容，在特定的參數配合條件下產生諧振引起的。其特點是過電壓倍數高、持續時間較長，對系統的絕緣危害大。激發諧振的原因有倒閘操作、系統中發生事故（斷線、接地）等，諧振過電壓的持續時間可能較長，甚至長期保持，直到諧振條件被破壞為止。電網中的許多非線性電感元件，如變壓器、電磁式電壓互感器、消弧線圈等，這些元件和系統的電容構成復雜的振蕩回路。如滿足一定條件，也可能激發起諧振過電壓。

諧振過電壓與接地故障的區別，主要是發生諧振過電壓時，相電壓升高（會超過線電壓）;出現接地故障時，故障相電壓降低（最低到零），非故障相對地電壓升高，而線電壓不變。發生諧振過電壓時，分為以下三種情況：

4.1.1基波諧振

基波諧振時，一相電壓低，但不為零，兩相電壓升高，超過線電壓;或兩相電壓低，但不為零，一相電壓升高，超過線電壓。

4.1.2分頻諧振

分頻諧振時，三相電壓依次輪流升高，并超過線電壓。

4.1.3高頻諧振

高頻諧振時，三相電壓同時升高，遠超過線電壓;也可能一相電壓上升超過線電壓，另外兩相電壓降低。

4.2分析與處置

處理諧振過電壓事故的關鍵 ，是破壞諧振的條件。

（1）由于操作后產生的諧振過電壓，一般可以立即恢復到操作以前的運行方式。要求現場運維人員應先分析原因再匯報調度，采取防止措施后再重新操作。

（2）由于對母線充電時產生諧振過電壓，可以立即送上一條線路，破壞產生諧振的條件，迅速消除諧振。

（3）如果是運行中突然發生諧振過電壓，可以投退電容器，改變參數，消除諧振。如果諧振現象消失以后仍然有接地信號，三相對地電壓不平衡（一相降低，另兩相高于相電壓，但是低于或等于線電壓），說明在諧振的同時，有單相接地或斷線故障，則按單相接地處置方法進行處置。

5 電纜線路接地

隨著電網發展，變電站電纜線路日益增多，這對接地查找提出了新的要求，對于電纜線路較多的變電站，由于電纜線路對地電容大，當發生單相接地時，接地相會產生很大的接地電容電流。因此可通過線路的三相電流不平衡情況進行綜合判斷，如果某條線路接地相的電流大幅升高，則接地點大概率在此線路上，可聯系相應單位進行帶電巡線查找接地。

6? 35kV系統接地

由于35kV系統往往串供有多個35kV變電站或用戶站，當35kV網絡接地時，串供的多個站會同時發母線接地信號，且查找接地時涉及負荷倒換，所以查找起來較為復雜，目前35kV網絡接地查找一般遵循以下原則：（1）從負荷側站或線路向電源側方向逐漸查找;（2）首先排除與網絡連接的空線路;（3）優先考慮線路故障，其次站內故障;（4）涉及變電站倒換電源時優先采用BZT方式（注意停電換電前將站內運行電容器轉熱備用）。

7 結語

通過以上分析得知，對于小電流接地系統發生單相接地故障后我們應沉著冷靜地通過故障時電壓數據、告警信號等，結合線路用戶性質，采用現有輔助接地查找裝置或應用系統，安全、準確、快速地查找到并隔離故障點，恢復電網的正常運行，保證用戶的可靠供電。隨著電網的不斷發展，電網智能化的不斷完善，結合新技術，小電流接地系統發生接地故障的處理將會更快、更好、更準確。

參考文獻：

[1]馮加永.10千伏線路單相接地故障的分析判斷和處理方法[J].科技創新導報，2012，（18）：65-65.

[2]薛紅.10千伏配電系統單相接地故障的危害和預防[J].黑龍江科技信息，2012，（20）：84-84.

[3]郝良進.YTM-9800-3X小電流接地裝置在變電所中的應用[J].內燃機與配件，2018（3）：116-164.

（國網重慶璧山供電分公司，重慶 402760）