10KV系統(tǒng)單相接地故障

1、電力系統(tǒng)可分為大電流接地系統(tǒng) （包括直接接地、經(jīng)電抗接地和低阻接地卜小電流接地系統(tǒng)（包括高阻接地，消弧線圈接地和不接地）。我國(guó)366 kV電力系統(tǒng)大多數(shù)采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式，即為小電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)中，單相接地是一種常見故障。10 kV配電線路在實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常發(fā)生單相接地故障， 特別是在雨季、大風(fēng)和雪等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻繁發(fā)生。黑龍江省龍沙供電局，2005年的24次異常中，單相接地故障占了 7次，2006年的31 次異常中，單相接地故障占 8次。發(fā)生單相接地后，故障相對(duì)地電壓降低，非故障兩相的 相電壓升高，但線電壓卻依然對(duì)稱，因而不影響對(duì)用戶

2、的連續(xù)供電，系統(tǒng)可運(yùn)行12 h,這也是小電流接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)；但是，若發(fā)生單相接地故障后電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，會(huì)嚴(yán)重影響變電設(shè)備和配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。1單相接地故障的特征及檢測(cè)裝置1.1 單相接地故障的特征中央信號(hào)：警鈴響，某千伏某段母線接地”光字牌亮，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，還有 消弧線圈動(dòng)作光字牌亮；絕緣監(jiān)察電壓表指示：故障相電壓降低（不完全接地）或?yàn)榱悖ㄍ耆拥兀?，另兩相電壓升高?大于相電壓（不完全接地）或等于線電壓（完全接地），穩(wěn)定性接地時(shí)電壓表指針無擺動(dòng)，若電 壓表不停地?cái)[動(dòng)，則為間歇性接地；中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，裝有中性點(diǎn)位移電壓表時(shí)，可看到有一定指示（不完全接地）或指示為相

3、電壓值（完全接地時(shí)）消弧線圈的接地報(bào)警燈亮；發(fā)生弧光接地時(shí)，產(chǎn)生過電壓，非故障相電壓很高，電壓互感器高壓保險(xiǎn)可能熔斷，甚 至可能燒壞電壓互感器。1.2 真假接地的判斷電壓互感器一相高壓熔斷器熔斷，發(fā)出接地信號(hào)。發(fā)生接地故障時(shí)，故障相對(duì)地電壓降 低，另兩相升高，線電壓不變。而高壓熔斷器一相熔斷時(shí)，對(duì)地電壓一相降低，另兩相不會(huì) 升高，線電壓則會(huì)降低。用變壓器對(duì)空載母線充電時(shí)，斷路器三相合閘不同期，三相對(duì)地電容不平衡，使中性點(diǎn)位移，三相電壓不對(duì)稱，發(fā)出接地信號(hào)。這種情況只在操作時(shí)發(fā)生，只要檢查母線及連接設(shè) 備無異常，即可以判定，投入一條線路或投入一臺(tái)所用變壓器，即可消失。系統(tǒng)中三相參數(shù)不對(duì)稱， 消弧

4、線圈的補(bǔ)償度調(diào)整不當(dāng)， 倒運(yùn)行方式時(shí)，會(huì)發(fā)出接地信號(hào)。 此情況多發(fā)生在系統(tǒng)中倒運(yùn)行方式操作時(shí)， 經(jīng)匯報(bào)調(diào)度，在相互聯(lián)系時(shí)，了解到可先恢復(fù)原 運(yùn)行方式，消弧線圈停電，調(diào)整分接開關(guān)，然后重新投入，倒運(yùn)行方式；在合空載母線時(shí)， 可能激發(fā)鐵磁諧振過電壓，發(fā)出接地信號(hào)。此情況也發(fā)生在倒閘操作時(shí)，可立即送上一條線路，破壞諧振條件，消除諧振。1.3 檢測(cè)裝置對(duì)于絕緣監(jiān)察裝置，通常采用三相五柱式電壓互感器加上電壓繼電器、信號(hào)繼電器及監(jiān) 視儀表構(gòu)成。它由五個(gè)鐵芯柱組成，有一組原繞組和二組副繞組，均繞在三個(gè)中間柱上，其接線方式為Ynynd。這種接線的優(yōu)點(diǎn)是：第一副繞組不僅能測(cè)量線電壓，而且還能測(cè)相電 壓；第二副繞

5、組接成開口三角形，能反映零序電壓。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)在正常情況下，第一副繞組的三相電壓是對(duì)稱的，開口三角形開口端理論上無電壓，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生單相金屬性接地時(shí)（假設(shè)A相），網(wǎng)絡(luò)中就出現(xiàn)了零序電壓。網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生非金屬性單相接地時(shí)，開口兩端點(diǎn)間同樣感 應(yīng)出電壓，因此，當(dāng)開口端達(dá)到電壓繼電器的動(dòng)作電壓時(shí)，電壓繼電器和信號(hào)繼電器均動(dòng)作，發(fā)出音響及燈光信號(hào)。 值班人員根據(jù)信號(hào)和電壓表指示，便可以知道發(fā)生了接地故障，并判定接地相別，然后向調(diào)度值班員匯報(bào)。但必須指出，絕緣監(jiān)察裝置是與母線共用的。2發(fā)生單相接地故障的原因?qū)Ь€斷線落地或搭在橫擔(dān)上；導(dǎo)線在絕緣子中綁扎或固定不牢，脫落到橫擔(dān)或地上；導(dǎo) 線因風(fēng)力過大，與建筑物距離過近

6、；配電變壓器高壓引下線斷線；配電變壓器臺(tái)上的10 kV避雷器或10 kV熔斷器絕緣擊穿；配電變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地；絕緣子擊穿； 線路上的分支熔斷器絕緣擊穿；同桿架設(shè)導(dǎo)線上層橫擔(dān)的拉線一端脫落，搭在下排導(dǎo)線上； 線路落雷；樹木短接；鳥害；飄浮物（如塑料布、樹枝等）；其它偶然或不明原因。3對(duì)單相接地故障的危害和影響分析3.1對(duì)變電設(shè)備的危害1.1 kV配電線路發(fā)生單相接地故障后，變電站 10 kV母線上的電壓互感器檢測(cè)到零序電 流，在開口三角形上產(chǎn)生零序電壓，電壓互感器鐵芯飽和， 勵(lì)磁電流增加，如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，將燒毀電壓互感器。 在實(shí)際運(yùn)行中，近幾年來，已發(fā)生變電站電壓互感器燒毀情況，

7、造成設(shè) 備損壞、大面積停電事故。單相接地故障發(fā)生后，也可能產(chǎn)生諧振過電壓。幾倍于正常電壓的諧振過電壓，危及變 電設(shè)備的絕緣，嚴(yán)重時(shí)使變電設(shè)備絕緣擊穿，造成更大事故。1.2 對(duì)配電設(shè)備的危害單相接地故障發(fā)生后，可能發(fā)生間歇性弧光接地，造成諧振過電壓，產(chǎn)生幾倍于正常電 壓的過電壓，將進(jìn)一步使線路上的絕緣子擊穿，造成嚴(yán)重的短路事故， 同時(shí)可能燒毀部分配電變壓器，使線路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿、燒毀，也可能發(fā)生電氣火災(zāi)事故。1.3 對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的危害嚴(yán)重的單相接地故障，可能破壞區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定，造成更大事故。1.4 對(duì)人畜危害對(duì)于導(dǎo)線落地這一類單相接地故障，如果配電線路未停運(yùn)， 對(duì)于行人和線路巡視人員（

8、特別是夜間），可能發(fā)生跨步電壓引起的人身電擊事故，也可能發(fā)生牲畜電擊傷亡事故。1.5 對(duì)供電可靠性的影響發(fā)生單相接地故障后， 一方面要進(jìn)行人工選線，對(duì)未發(fā)生單相接地故障的配電線路要進(jìn)行停電，中斷正常供電， 影響供電可靠性；另一方面發(fā)生單相接地的配電線路將停運(yùn)，在查找故障點(diǎn)和消除故障中，不能保障用戶正常用電，特別是在莊稼生長(zhǎng)期、大風(fēng)、雨、雪等惡 劣氣候條件，和在山區(qū)、林區(qū)等復(fù)雜地區(qū)，以及夜間、不利于查找和消除故障，將造成長(zhǎng)時(shí) 間、大面積停電，對(duì)供電可靠性產(chǎn)生較大影響。1.6 對(duì)供電量的影響發(fā)生單相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停運(yùn)故障線路，從而將造成長(zhǎng)時(shí)間、大面積停電，減少供電量。據(jù)不

9、完全統(tǒng)計(jì)，每年由于配電線路發(fā)生的單相接地故障，將 少供電十幾萬(wàn)千瓦時(shí)，影響供電企業(yè)的供電量指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。4對(duì)單相接地故障的預(yù)防和處理辦法4.1 預(yù)防辦法對(duì)于配電線路單相接地故障，可以采取以下幾種方法進(jìn)行預(yù)防，以減少單相接地故障發(fā)生。對(duì)配電線路定期進(jìn)行巡視， 主要檢查導(dǎo)線與樹木、 建筑物的距離，電桿頂端是否有鳥窩， 導(dǎo)線在絕緣子中的綁扎或固定是否牢固， 絕緣子固定螺栓是否松脫， 橫擔(dān)、拉線螺栓是否松 脫，拉線是否斷裂或破股，導(dǎo)線弧垂是否過大或過小等。對(duì)配電線路上的絕緣子、分支熔斷器、避雷器等設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行絕緣測(cè)試，不合格的應(yīng) 及時(shí)更換。對(duì)配電變壓器定期進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)不合格的配電變壓器進(jìn)行維修或更

10、換。在農(nóng)村配電線路上加裝分支熔斷器，縮小故障范圍，減少停電面積和停電時(shí)間，有利于快速查找故障點(diǎn)。在配電線路上使用高一電壓等級(jí)的絕緣子，提高配電網(wǎng)絕緣強(qiáng)度。4.2 發(fā)生單相接地故障后的處理辦法當(dāng)配電線路發(fā)生單相接地后，變電所值班人員應(yīng)馬上作好記錄，迅速報(bào)告當(dāng)值調(diào)度和有關(guān)負(fù)責(zé)人員，并按當(dāng)值調(diào)度員的命令尋找接地故障，當(dāng)拉開某條線路的斷路器，接地現(xiàn)象消失，便可判斷它為故障線路。5新技術(shù)新設(shè)備的應(yīng)用5.1 小電流接地自動(dòng)選線裝置在變電所加裝小電流接地自動(dòng)選線裝置，此裝置能夠自動(dòng)選擇出發(fā)生單相接地故障線路，時(shí)間短，準(zhǔn)確率高，改變傳統(tǒng)人工選線方法，對(duì)非故障線路減少不必要的停電，提高供 電可靠性，防止故障擴(kuò)大。目前，已有部分變電站加裝了這套裝置，取得了良好效果。在實(shí)