技術(shù)天地
小電流接地系統(tǒng)單相接地故障判斷和處理
發(fā)布日期：2020-07-19 點擊：3163次
1、系統(tǒng)接地的特點
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，消弧線圈接地和不接地)。我國3～66kV電力系統(tǒng)大多數(shù)采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運行方式，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的臨時性故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。發(fā)生單相接地后，故障相對地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，但線電壓卻依然對稱，因而不影響對用戶的連續(xù)供電，系統(tǒng)可運行1～2h，這也是小電流接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點。但是若發(fā)生單相接地故障時電網(wǎng)長期運行，因非故障的兩相對地電壓升高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，使事故擴大，影響用戶的正常用電。還可能使電壓互感器鐵心嚴重飽和，導(dǎo)致電壓互感器嚴重過負荷而燒毀。同時弧光接地還會引起全系統(tǒng)過電壓，進而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運行。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，必須及時找到故障線路予以切除。
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電壓(見圖1)，此時電壓互感器開口三角處出現(xiàn)100V電壓，電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號。
(2)不完全接地。當(dāng)發(fā)生一相(如A相)不完全接地時(見圖2)，即通過高電阻或電弧接地，中性點電位偏移，這時故障相的電壓降低，但不為零。非故障相的電壓升高，它們大于相電壓，但達不到線電壓。電壓互感器開口三角處的電壓達到整定值，電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號。
(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電壓。此時電壓互感器開口三角處出現(xiàn)100V電壓，電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號。
(4)母線電壓互感器一相二次熔斷件熔斷。此現(xiàn)象為中央信號警鈴響，打出“電壓互感器斷線”光字牌，一相電壓為零，另外兩相電壓正常。處理對策是退出低壓等與該互感器有關(guān)的保護，更換二次熔斷件。
(5)電壓互感器高壓側(cè)出現(xiàn)一相(A相)斷線或一次熔斷件熔斷。此時故障相電壓降低，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，但不是該相實際電壓，非故障相仍為相電壓?；ジ衅鏖_口三角處會出現(xiàn)35V左右電壓值，并啟動繼電器，發(fā)出接地信號。對策是處理電壓互感器高壓側(cè)斷線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)組合不匹配時會引起鐵磁諧振，并且繼電器動作，發(fā)出接地信號?？赏ㄟ^改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如斷開、合上母聯(lián)斷路器或臨時增加或減少線路予以消除。
(7)空載母線虛假接地。在母線空載運行時，也可能會出現(xiàn)三相電壓不平衡，并且發(fā)出接地信號。但當(dāng)送上一條線路后接地現(xiàn)象會自行消失。
(8)絕緣監(jiān)測儀表的中性點斷線時電網(wǎng)發(fā)生單相接地。三相電壓正常，接地信號已發(fā)出。這是由于系統(tǒng)確已接地，但因電壓表的中性點斷線，故絕緣監(jiān)測儀表無法正確的表示三相電壓情況。此時電壓互感器開口三角處的電壓達到整定值，電壓繼電器動作，發(fā)出接地信號。
(9)絕緣監(jiān)測繼電器接點粘接，電網(wǎng)實際無接地。接地信號持續(xù)發(fā)出，三相電壓正常，而查找系統(tǒng)無接地，因為絕緣監(jiān)測繼電器接點粘接，未真實反映電網(wǎng)有無單相接地。處理對策是檢查絕緣監(jiān)測繼電器有無接點粘接，若出現(xiàn)接點粘接更換絕緣監(jiān)測繼電器。
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，迅速報告當(dāng)值調(diào)度和有關(guān)負責(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)場值班員自己選擇。
(2)先詳細檢查所內(nèi)電氣設(shè)備有無明顯的故障跡象，如果不能找出故障點，再進行線路接地的尋找。
(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部分，以判斷單相接地區(qū)域。如將母線分段運行，并列運行的變壓器分列運行。分網(wǎng)時，應(yīng)注意分網(wǎng)后各部分的功率平衡、保護配合、電能質(zhì)量和消弧線圈的補償?shù)惹闆r。
(4)再拉開母線無功補償電容器斷路器以及空載線路。對多電源線路，應(yīng)采取轉(zhuǎn)移負荷，改變供電方式來尋找接地故障點。
(5)采用保護跳閘、重合送出的方式進行試拉尋找故障點，當(dāng)拉開某條線路斷路器接地現(xiàn)象消失，便可判斷它為故障線路，并馬上匯報當(dāng)值調(diào)度員聽候處理，同時對故障線路的斷路器、隔離開關(guān)、穿墻套管等設(shè)備做進一步檢查。
(6)當(dāng)逐路查找后仍未找到故障線路，而接地現(xiàn)象未消失，可考慮是兩條線路同相接地或所內(nèi)母線設(shè)備接地情況，進行針對性查找故障點。變電所值班員按規(guī)定順序逐條選切線路，應(yīng)特別注意切每條線路時絕緣監(jiān)視裝置三相對地電壓表指示的變化，若全選切一遍，三相對地電壓指示沒有變化，說明不是線路有單相接地故障，是變電所內(nèi)設(shè)備接地。若全選切一遍三相對地電壓指示有變化時，應(yīng)考慮有兩條配電線路同相發(fā)生單相接地(含斷線)故障。
(7)兩條線異名相接地。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)象是同一母線供電的兩條線同時跳閘或只有一條線跳閘，跳閘時電網(wǎng)有單相接地現(xiàn)象。若兩條線都跳閘，電網(wǎng)接地現(xiàn)象消除，或兩條線只有一條跳閘，電網(wǎng)仍有接地現(xiàn)象，但單送其中一條時電網(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，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，室內(nèi)不得接近故障點4m以內(nèi)，室外不得接近故障點8m以內(nèi)，進入上述范圍的工作人員必須穿絕緣靴，戴絕緣手套，使用專用工具。
(2)為了減少停電的范圍和負面影響，在尋找單相接地故障時，應(yīng)先操作雙回路或有其它電源的線路，再試拉線路長、分支多、歷次故障多和負荷輕以及用電性質(zhì)次要的線路，然后試拉線路短、負荷重、分支少、用點性質(zhì)重要的線路。雙電源用戶可先倒換電源再試拉。專用線路應(yīng)先行通知或轉(zhuǎn)移負荷后再試拉。若有關(guān)人員匯報某條線路上有故障跡象時，可先試拉這條線路。
(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，禁止停用消弧線圈。若消弧線圈溫升超過規(guī)定時，可在接地相上先作人工接地，消除接地點后，再停用消弧線圈。如圖3所示。經(jīng)過以上分析可看出，當(dāng)小電流接地電網(wǎng)發(fā)生故障時，運行人員通過絕緣監(jiān)視裝置的報警及儀表指示，就能分析判斷出故障的性質(zhì)從而及時排除故障，確保電網(wǎng)正常安全地運行。
為了減少單相接地故障給電網(wǎng)運行帶來的不良影響，值班人員應(yīng)熟悉有關(guān)運行規(guī)程，了解設(shè)備的運行狀況，提高處理問題的能力，出現(xiàn)故障時要沉著冷靜認真分析，正確判斷并避免故障發(fā)展，盡快恢復(fù)對用戶供電。同時，還要提高配電線路檢修人員的技術(shù)水平，積極改善設(shè)備的運行條件，加強配電線路的檢修、維護管理，提高設(shè)備的絕緣水平。
