淺析中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地的判斷和處理

張利剛

（國網(wǎng)浙江東陽市供電公司，浙江 金華322100）

0 引言

電力系統(tǒng)按中性點(diǎn)的接地方式可分為大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)。目前我市電網(wǎng)是以220 k V變電所為電源點(diǎn)，以110 k V、35 k V輸電線為骨架，以10 k V配電線為網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。由于發(fā)展的不平衡和山區(qū)的相對落后，35 k V變電站還比較多，都采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式，本文對該運(yùn)行方式下發(fā)生單相接地時(shí)的現(xiàn)象、分析判斷和處理進(jìn)行了初探。

1 單相接地的危害

在小電流接地系統(tǒng)中，單相接地是最為常見的臨時(shí)性故障，發(fā)生后，故障相對地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，線電壓大小和相位不變。該接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是：絕緣等級按線電壓設(shè)計(jì)，發(fā)生單相接地故障后允許短時(shí)間運(yùn)行而不立即切除故障，不用影響對用戶的連續(xù)供電。但若長期運(yùn)行，可能引起絕緣的薄弱環(huán)節(jié)被擊穿，發(fā)展成為相間短路，使事故擴(kuò)大，降低供電可靠性；還可能使電壓互感器鐵芯嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致電壓互感器嚴(yán)重過負(fù)荷而燒毀；再者，弧光接地還會引起全系統(tǒng)過電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行。綜上考慮，電力系統(tǒng)規(guī)定小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，允許系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行1～2 h。

2 單相接地的類型和現(xiàn)象

根據(jù)接地性質(zhì)的不同，單相接地可分為金屬性接地、非金屬性接地、網(wǎng)絡(luò)中分支線高壓熔絲熔斷一相（高壓一相開路）、鐵磁諧振。發(fā)生單相接地時(shí)的共同現(xiàn)象：語音告警，發(fā)出告警信息；故障相電壓降低，非故障相電壓升高。

（1）金屬性接地：故障相電壓為0或接近于0，非故障相電壓上升為線電壓或接近于線電壓。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)各電壓等級的母線上都有三相五柱式交流絕緣監(jiān)察裝置（圖1），一次中性點(diǎn)接地，正常時(shí)每相繞組的電壓為系統(tǒng)對地電壓，二次星形每相繞組電壓是100／V，開口三角形每相繞組電壓是100／3 V，開口三角兩端電壓（3U0）為0。若一次系統(tǒng)A相發(fā)生接地時(shí)，一次A相繞組電壓降到0或接近0，其他兩相電壓上升到線電壓或接近于線電壓；二次星形的A相繞組電壓降到0或接近0，其他兩相繞組電壓上升到100 V或接近100 V；開口三角形的A相繞組電壓降到0或接近0，其他兩相繞組電壓上升到或接近于100／V，3U0上升到或接近于100 V，電壓繼電器動作發(fā)出信號。

母線壓變高壓熔絲一相（或兩相）熔斷：故障相電壓為0，非故障相電壓不變。A相高壓熔絲熔斷：一次A相繞組電壓降到0，其他兩相電壓仍為相電壓；二次星形的A相繞組電壓降到0，其他兩相繞組電壓仍為100／V；開口三角形的A相繞組電壓降到0，另兩相繞組電壓仍為100／3 V，3U0為100／3 V，電壓繼電器動作發(fā)出信號。

圖1 交流絕緣監(jiān)察裝置原理圖

兩者的主要區(qū)別：金屬性接地時(shí)，非故障相的電壓升高近倍，二次星形處的電壓表上非故障相電壓指示為近100 V，3U0為100 V。高壓熔絲一相熔斷時(shí)，非故障相的電壓不變，仍為相電壓，而線電壓則會降低，二次星形處的電壓表上非故障相電壓指示為100／V，3U0為100／3 V。

（2）非金屬性接地：故障相電壓降低，低于相電壓但不會到0；非故障相電壓升高，大于相電壓但不能達(dá)到線電壓；產(chǎn)生的零序電壓3U0大于0，但小于100 V，電壓繼電器動作發(fā)出信號。例：2013年2月22日，35 k V某變電站語音告警，并發(fā)出母線接地信息；10 k V母線電壓為A相6.78 k V、B相6.81 k V、C相4.94 k V。反饋為羅店161線路末端C相非金屬性接地。

（3）網(wǎng)絡(luò)中分支線一相熔絲熔斷（高壓一相開路）：多發(fā)生在10 k V配電網(wǎng)絡(luò)中有較大負(fù)荷的分支線路上，故障相電壓會升高，非故障相電壓基本不變，開口三角兩端電壓使電壓繼電器動作，發(fā)出信號。

（4）鐵磁諧振：在合空載母線時(shí)，可能發(fā)生鐵磁諧振過電壓，報(bào)出接地信號，電壓表有一相、兩相、三相指示超過線電壓或以低頻擺動，表針會打到頭，電壓震蕩最激烈的地方是系統(tǒng)震蕩中心。

3 單相接地故障的查找與處理辦法（10 k V系統(tǒng)為單母線分段接線，并列運(yùn)行）

3.1 判明故障性質(zhì)和相別

發(fā)生金屬性和非金屬性接地時(shí)，接地相電壓有明顯的降低，最低可達(dá)0；非故障相電壓有明顯升高，甚至達(dá)到線電壓。根據(jù)相電壓的變化情況和零序電壓3U0的情況，能判定故障的相別和性質(zhì)。三相電壓表的指針不停擺動，是間歇性接地。

3.2 檢查站內(nèi)設(shè)備

確定接地故障的相別和性質(zhì)后，應(yīng)對故障范圍以內(nèi)的站內(nèi)一次設(shè)備（接地母線連接的所有設(shè)備）進(jìn)行全面的外部巡視檢查，主要檢查設(shè)備瓷質(zhì)部分有無損壞、放電閃絡(luò)，設(shè)備上有無落物、小動物及外力破壞現(xiàn)象，各引線有無斷線接地，互感器、避雷器、電纜頭等有無擊穿損壞等。

3.3 站內(nèi)設(shè)備接地的處理

（1）接地點(diǎn)可以用斷路器或隔離開關(guān)隔離。應(yīng)在調(diào)度的指揮下，斷開斷路器隔離或利用倒運(yùn)行方式隔離故障，做好相應(yīng)安全措施，等待修試人員檢修故障設(shè)備。若接地點(diǎn)只能用隔離開關(guān)隔離時(shí)，絕對不能直接用隔離開關(guān)拉開接地故障和線路負(fù)荷電流；對不能倒運(yùn)行方式的，可用人工接地法轉(zhuǎn)移故障點(diǎn)，再用斷路器斷開故障點(diǎn)。（2）接地點(diǎn)在母線上。檢查發(fā)現(xiàn)接地點(diǎn)在母線上，無法直接隔離的，應(yīng)將情況匯報(bào)調(diào)度，在調(diào)度的指揮下將該母線隔離后停電檢修。（3）若判斷為站內(nèi)設(shè)備發(fā)生內(nèi)部故障的，拉開母分開關(guān)判斷發(fā)生接地的母線，再拉開接地母線所連接的主變開關(guān)，若接地現(xiàn)象消失，可判斷為母線接地，此時(shí)應(yīng)聯(lián)系調(diào)度將該母線停電檢修；若原接地現(xiàn)象消失，同時(shí)站內(nèi)電源側(cè)母線發(fā)出接地信號，則可判斷為主變和拉開的主變開關(guān)之間的區(qū)域內(nèi)發(fā)生接地，應(yīng)聯(lián)系調(diào)度將該主變及各側(cè)開關(guān)停電檢修。

3.4 站外設(shè)備接地的處理

站內(nèi)設(shè)備檢查后未發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)匯報(bào)調(diào)度，利用拉路法找出接地的線路。具體如：（1）單條線路接地故障。并列運(yùn)行時(shí)，應(yīng)先拉開母分開關(guān)，判斷是哪段母線發(fā)生了接地故障，然后用拉路法對出線進(jìn)行試?yán)?，試?yán)捻樞蛞话銥椋合瘸潆娋€路、長線路、無重要用戶線路，后短線路、重要用戶線路。拉開某條線路后，接地現(xiàn)象消失的，接地故障即發(fā)生在該線路上，將情況匯報(bào)調(diào)度后聽從調(diào)度指揮。（2）2條及以上線路發(fā)生同相接地故障。不同段母線上的2條線路同時(shí)發(fā)生同相接地時(shí)，拉開母分開關(guān)后，各段母線接地的信號仍未復(fù)歸，此時(shí)用拉路法分別對各段母線上的出線進(jìn)行試?yán)樞蛲希?。拉開某條線路后，接地現(xiàn)象消失的，接地故障即發(fā)生在該線路上。同段母線上的2條線路同時(shí)發(fā)生同相接地時(shí)，拉開母分開關(guān)后，其中一段母線接地的信號已復(fù)歸，再對接地母線的出線進(jìn)行試?yán)?，這里拉線路和前面有所不同，拉開某一條線路后，應(yīng)同時(shí)再拉開其他任一線路，直到接地現(xiàn)象消失。檢查完成后都應(yīng)將情況及時(shí)匯報(bào)調(diào)度，并聽從調(diào)度指揮。（3）值得注意的是，當(dāng)判斷為單相接地和壓變高壓熔絲熔斷同時(shí)發(fā)生時(shí)，一般情況下應(yīng)先處理單相接地，再處理高壓熔絲熔斷。除非是確定壓變無故障、壓變閘刀的負(fù)荷電流在規(guī)定范圍內(nèi)的，可先進(jìn)行壓變高壓熔絲熔斷處理。（4）當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，必須做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確判斷、果斷處理，防止發(fā)生另一相接地或不同線路不同相接地，形成相間接地短路，擴(kuò)大事故范圍。

4 結(jié)語

由于我市變電站都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)無人化值班，所以在發(fā)生單相接地時(shí)，特別是在雷雨等惡劣天氣時(shí)，我們首先考慮的是站外設(shè)備接地，在處理的順序上會和上面介紹的有點(diǎn)差別，也就是先進(jìn)行單條線路的拉路判斷，如接地現(xiàn)象未消失，再到現(xiàn)場進(jìn)行站內(nèi)設(shè)備的檢查。

［1］張金元.變電運(yùn)行現(xiàn)場技術(shù)問答［M］.北京：中國電力出版社，2003