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小電流接地系統(tǒng)單相接地故障判斷和處理
發(fā)布日期：2020-06-16 點(diǎn)擊：1297次
電力系統(tǒng)按接地處理方式可分為大電流接地系統(tǒng)(包括直接接地，電抗接地和低阻接地)、小電流接地系統(tǒng)(包括高阻接地，消弧線(xiàn)圈接地和不接地)。我國(guó)3～66kV電力系統(tǒng)大多數(shù)采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)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(jiàn)的臨時(shí)性故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。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(xiàn)電壓卻依然對(duì)稱(chēng)，因而不影響對(duì)用戶(hù)的連續(xù)供電，系統(tǒng)可運(yùn)行1～2h，這也是小電流接地系統(tǒng)的you點(diǎn)。但是若發(fā)生單相接地故障時(shí)電網(wǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行，因非故障的兩相對(duì)地電壓升高 31/2倍，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，影響用戶(hù)的正常用電。還可能使電壓互感器鐵心嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致電壓互感器嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷而燒毀。同時(shí)弧光接地還會(huì)引起全系統(tǒng)過(guò)電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行。因此，值班人員一定要熟悉接地故障的處理方法，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，必須及時(shí)找到故障線(xiàn)路予以切除。
2 故障現(xiàn)象分析與判斷
(1) 完全接地。如果發(fā)生A相完全接地，則故障相的電壓降到零，非故障相的電壓升高到線(xiàn)電壓(見(jiàn)圖1)，此時(shí)電壓互感器開(kāi)口三角處出現(xiàn)100V電壓，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。
(2) 不完全接地。當(dāng)發(fā)生一相(如A相)不完全接地時(shí)(見(jiàn)圖2)，即通過(guò)高電阻或電弧接地，中性點(diǎn)電位偏移，這時(shí)故障相的電壓降低，但不為零。非故障相的電壓升高，它們大于相電壓，但達(dá)不到線(xiàn)電壓。電壓互感器開(kāi)口三角處的電壓達(dá)到整定值，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。
(3) 電弧接地。如果發(fā)生A相完全接地，則故障相的電壓降低，但不為零，非故障相的電壓升高到線(xiàn)電壓。此時(shí)電壓互感器開(kāi)口三角處出現(xiàn)100V電壓，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。
(4) 母線(xiàn)電壓互感器一相二次熔斷件熔斷。此現(xiàn)象為中央信號(hào)警鈴響，打出“電壓互感器斷線(xiàn)”光字牌，一相電壓為零，另外兩相電壓正常。處理對(duì)策是退出低壓等與該互感器有關(guān)的保護(hù)，更換二次熔斷件。
(5) 電壓互感器高壓側(cè)出現(xiàn)一相(A相)斷線(xiàn)或一次熔斷件熔斷。此時(shí)故障相電壓降低，但指示不為零，非故障相的電壓并不高。這是由于此相電壓表在二次回路中經(jīng)互感器線(xiàn)圈和其他兩相電壓表形成串聯(lián)回路，出現(xiàn)比較小的電壓指示，但不是該相實(shí)際電壓，非故障相仍為相電壓?；ジ衅鏖_(kāi)口三角處會(huì)出現(xiàn)35V左右電壓值，并啟動(dòng)繼電器，發(fā)出接地信號(hào)。對(duì)策是處理電壓互感器高壓側(cè)斷線(xiàn)故障或更換一次熔斷件。
(6) 串聯(lián)諧振。由于系統(tǒng)中存在容性和感性參數(shù)的元件，特別是帶有鐵心的鐵磁電感元件，在參數(shù)組合不匹配時(shí)會(huì)引起鐵磁諧振，并且繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)?？赏ㄟ^(guò)改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如斷開(kāi)、合上母聯(lián)斷路器或臨時(shí)增加或減少線(xiàn)路予以消除。
(7) 空載母線(xiàn)虛假接地。在母線(xiàn)空載運(yùn)行時(shí)，也可能會(huì)出現(xiàn)三相電壓不平衡，并且發(fā)出接地信號(hào)。但當(dāng)送上一條線(xiàn)路后接地現(xiàn)象會(huì)自行消失。
(8) 絕緣監(jiān)測(cè)儀表的中性點(diǎn)斷線(xiàn)時(shí)電網(wǎng)發(fā)生單相接地。三相電壓正常，接地信號(hào)已發(fā)出。這是由于系統(tǒng)確已接地，但因電壓表的中性點(diǎn)斷線(xiàn)，故絕緣監(jiān)測(cè)儀表無(wú)法正確的表示三相電壓情況。此時(shí)電壓互感器開(kāi)口三角處的電壓達(dá)到整定值，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。
(9) 絕緣監(jiān)測(cè)繼電器接點(diǎn)粘接，電網(wǎng)實(shí)際無(wú)接地。接地信號(hào)持續(xù)發(fā)出，三相電壓正常，而查找系統(tǒng)無(wú)接地，因?yàn)榻^緣監(jiān)測(cè)繼電器接點(diǎn)粘接，未真實(shí)反映電網(wǎng)有無(wú)單相接地。處理對(duì)策是檢查絕緣監(jiān)測(cè)繼電器有無(wú)接點(diǎn)粘接，若出現(xiàn)接點(diǎn)粘接更換絕緣監(jiān)測(cè)繼電器。
3 單相接地故障的處理步驟
(1) 發(fā)生單相接地故障后，值班人員應(yīng)馬上復(fù)歸音響，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，但具體查找方法由現(xiàn)場(chǎng)值班員自己選擇。
(2) 先詳細(xì)檢查所內(nèi)電氣設(shè)備有無(wú)明顯的故障跡象，如果不能找出故障點(diǎn)，再進(jìn)行線(xiàn)路接地的尋找。
(3) 分割電網(wǎng)，即把電網(wǎng)分割成電氣上不直接連接的幾個(gè)部分，以判斷單相接地區(qū)域。如將母線(xiàn)分段運(yùn)行，并列運(yùn)行的變壓器分列運(yùn)行。分網(wǎng)時(shí)，應(yīng)注意分網(wǎng)后各部分的功率平衡、保護(hù)配合、電能質(zhì)量和消弧線(xiàn)圈的補(bǔ)償?shù)惹闆r。
(4) 再拉開(kāi)母線(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償電容器斷路器以及空載線(xiàn)路。對(duì)多電源線(xiàn)路，應(yīng)采取轉(zhuǎn)移負(fù)荷，改變供電方式來(lái)尋找接地故障點(diǎn)。
(5) 采用保護(hù)跳閘、重合送出的方式進(jìn)行試?yán)瓕ふ夜收宵c(diǎn)，當(dāng)拉開(kāi)某條線(xiàn)路斷路器接地現(xiàn)象消失，便可判斷它為故障線(xiàn)路，并馬上匯報(bào)當(dāng)值調(diào)度員聽(tīng)候處理，同時(shí)對(duì)故障線(xiàn)路的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、穿墻套管等設(shè)備做進(jìn)一步檢查。
(6) 當(dāng)逐路查找后仍未找到故障線(xiàn)路，而接地現(xiàn)象未消失，可考慮是兩條線(xiàn)路同相接地或所內(nèi)母線(xiàn)設(shè)備接地情況，進(jìn)行針對(duì)性查找故障點(diǎn)。變電所值班員按規(guī)定順序逐條選切線(xiàn)路，應(yīng)特別注意切每條線(xiàn)路時(shí)絕緣監(jiān)視裝置三相對(duì)地電壓表指示的變化，若全選切一遍，三相對(duì)地電壓指示沒(méi)有變化，說(shuō)明不是線(xiàn)路有單相接地故障，是變電所內(nèi)設(shè)備接地。若全選切一遍三相對(duì)地電壓指示有變化時(shí)，應(yīng)考慮有兩條配電線(xiàn)路同相發(fā)生單相接地(含斷線(xiàn))故障。
(7) 兩條線(xiàn)異名相接地。這種故障多數(shù)發(fā)生在雷雨、大風(fēng)、高寒和降雪的天氣，主要現(xiàn)象是同一母線(xiàn)供電的兩條線(xiàn)同時(shí)跳閘或只有一條線(xiàn)跳閘，跳閘時(shí)電網(wǎng)有單相接地現(xiàn)象。若兩條線(xiàn)都跳閘，電網(wǎng)接地現(xiàn)象消除，或兩條線(xiàn)只有一條跳閘，電網(wǎng)仍有接地現(xiàn)象，但單送其中一條時(shí)電網(wǎng)單相接地相別發(fā)生改變，這是判斷的必要依據(jù)。
4 處理單相接地故障的要求
(1) 尋找和處理單相接地故障時(shí)，應(yīng)作好安全措施，保證人身安全。當(dāng)設(shè)備發(fā)生接地時(shí)，室內(nèi)不得接近故障點(diǎn)4m以?xún)?nèi)，室外不得接近故障點(diǎn)8m以?xún)?nèi)，進(jìn)入上述范圍的工作人員必須穿絕緣靴，戴絕緣手套，使用專(zhuān)用工具。
(2) 為了減少停電的范圍和負(fù)面影響，在尋找單相接地故障時(shí)，應(yīng)先操作雙回路或有其它電源的線(xiàn)路，再試?yán)€(xiàn)路長(zhǎng)、分支多、歷次故障多和負(fù)荷輕以及用電性質(zhì)次要的線(xiàn)路，然后試?yán)€(xiàn)路短、負(fù)荷重、分支少、用點(diǎn)性質(zhì)重要的線(xiàn)路。雙電源用戶(hù)可先倒換電源再試?yán)?。?zhuān)用線(xiàn)路應(yīng)先行通知或轉(zhuǎn)移負(fù)荷后再試?yán)?。若有關(guān)人員匯報(bào)某條線(xiàn)路上有故障跡象時(shí)，可先試?yán)@條線(xiàn)路。
(3) 若電壓互感器高壓側(cè)熔斷件熔斷，不得用普通熔斷件代替。必須用額定電流為0.5A裝填有石英砂的瓷管熔斷器，這種熔斷器有良好的滅弧性能和較大的斷流容量，具有限制短路電流的作用。
(4) 處理接地故障時(shí)，禁止停用消弧線(xiàn)圈。若消弧線(xiàn)圈溫升超過(guò)規(guī)定時(shí)，可在接地相上先作人工接地，消除接地點(diǎn)后，再停用消弧線(xiàn)圈。如圖3所示。
5 結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)以上分析可看出，當(dāng)小電流接地電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，運(yùn)行人員通過(guò)絕緣監(jiān)視裝置的報(bào)警及儀表指示，就能分析判斷出故障的性質(zhì)從而及時(shí)排除故障，確保電網(wǎng)正常安全地運(yùn)行。
