变电站单相接地时确定故障范围的方法

变电站单相接地时确定故障范围的方法

唐卫民金佳奔

（国网江苏省电力公司无锡供电公司江苏无锡214000）

摘要：当变电站10kV母线发出单相接地信号后，调度通过拉路法确定故障点不在10kV馈线上时，变电站值班员就应该对变电站的站内设备仔细检查，确定站内故障点。本文通过对一起特殊的站内接地事件分析，从而对运行值班人员确定故障点提出建议。

关键词：变电站；单相接地；故障范围

一、引言

电力系统按接地方式可分为大电流接地系统和小电流接地系统。在我国，由于10kV配电线路电压等级较低，对地电容电流相对较小，属于小电流接地系统[1]。小电流接地系统一般采用中性点不接地或不直接接地的方式，在发生单相接地故障时，系统仍然保持三相对称，且不能构成零序回路，从而不会产生太大的短路故障电流，线电压保持不变，对用户供电影响较小，按照规程规定，单相接地时可继续运行不超过2h[2]。但是由于非故障相对地电压的升高，设备绝缘有可能被破坏，因此对已发生接地的线路或设备，应尽快处理。当变电站发出单相接地时，通过“拉路法”能确定出大部分的接地均发生在站外的线路上，但是仍有部分接地发生在变电站内，如何快速准确的找到故障点，对异常的处理有着重要的意义。

二、现象分析

以中性点不直接接地系统为例，当发生单相接地故障时电压向量图如下图所示：

从图中可以看出：

1.电力系统发生单相接地时，故障线路故障相电压近于零，非故障相电压升高为线电压。

2.非故障相线路电容电流值为原来的倍，相位超前该相对地电压近90度。

3.故障相零序电流最大，为非故障相零序电流之和。

并且，从图中可以看出，在10kV配电线路上任何地点发生单相接地，对整个系统来说，故障相电压均接近于零。由于10kV配电线路的长度远远大于变电站站内设备的，因此，站内发生单相接地的概率较低，也容易被变电站值班员忽视。

三、一起特殊的站内单相接地事件

某日上午9︰50，值班员接到通知，某变10kVⅠ段母线A相单相接地，并且第一轮拉路没能确定线路。

10︰40值班员赶到变电站，现场检查设备未发现明显异常。测量10kVⅠ段母线压变次级电压：A相：14VB相：100VC相：98V，判定为单相接地。汇报配调。调度进行第二轮拉路未发现故障线路，再进行第三轮拉路。并告知值班员拉开桃花116开关后，A相电压有升高，继续拉开10kVⅠ段母线上所有出线，还有接地，怀疑有同相多点接地，且另一接地点应在变电站内，要求联系检修待现场检查。

11︰50，监控拉开101开关，将10kVⅠ段母线压变改为冷备用。然后合上10kV分段110开关，发现10kVⅡ母电压指示正常，然后恢复10kVⅠ段母线上的所有出线。

12︰35配调许可：1号主变101，10kV桃花116，10kVⅠ母压变1015，10kV1号所变间隔检查

15︰00检修人员发现10kVⅠ段母线压变A相初级熔丝熔断，而在第二次拉路前值班员对设备检查时，该熔丝是好的。汇报调度，准备送电

15︰30值班员再次会同检修人员对可能接地回路进行检查，在对1号主变10kV侧引排部分进行检查时，发现10kV侧避雷器A相外皮有疑似破损，随即向调度申请1号主变检修对避雷器进行了进一步检查。

17︰15调度发令1号主变改检修

18︰10许可检修工作，1号主变10kV侧A相避雷器拆下后发现避雷器绝缘击穿，导致1号主变10kV母线接地，更换了避雷器后工作结束。

在该起事件中，虽然可以明确接地信号是站内发出，但是常规意义上，接地都是发生在压变、所变、电容器回路，并且避雷器由于是在10kV高压室外面，因此第一时间未发现异常。在第二次拉路后，检修人员发现压变初级熔丝熔断，以为找到了问题根源，但是确忽视了真正的原因。

四、单相接地时的处理流程

发生单相接地时，一般会采取拉路法进行处理。

发生单相接地故障后,值班调度监控人员会通知值班员到现场检查，然后先拉开故障母线上的电容器，再试拉各线路，对有小电流接地选线装置的变电站优先拉开其所显示线路，没有的话则按照拉路顺序表进行拉路。如试拉某条线路后，单相接地消失，则故障线路已找到，调度监控将通知相关单位巡线、值班员现场检查。值班员需对故障线路的断路器、隔离开关、穿墙套管等设备进行检查。

当逐路查找后仍未找到故障线路，而接地现象仍未消失，一般可以认为两条不同线路同相接地或变电所内母线设备接地。此时，调度监控会通知值班员再次对变电站设备进行检查，如无明显异常，将进行第二轮试拉，以防止第一轮试拉过程中出现通道堵塞、信号丢失等情况。在第二轮试拉前，值班员需详细检查所内电气设备有无明显的故障现象，检查范围：从接地母线的主变低压侧套管处到所有母线设备、出线设备、穿墙套管、出线电缆及架空线路引入线。

（3）第二轮试拉后如无法找出故障点，调度监控将会把故障母线上的所有线路拉开，再逐一合上。如全拉开后单相接地故障消失，则可基本判断为两条配电线路同相发生单相接地(含断线)故障。值班员需根据调度监控指令对两条故障线路的断路器、隔离开关、穿墙套管等设备进行检查。

（5）如全拉开后单相接地故障仍未消失，则可基本判断为变电站内设备接地。应立即通知检修人员处理。此时调度监控可能会将故障母线的主变次总开关、压变、所有线路开关分开，合上分段开关，如此时原正常母线无单相接地告警，则可判断母线无故障，故障点应该是接在母线上的电容器、所变、主变低压侧等。此时值班员可以通过主变低压侧泄露电流表、带电显示器、验电笔等对主变低压侧进行检查，判断是否为主变低压侧接地，缩小检查范围。

五、处理单相接地故障注意事项

1、根据检查范围对变电所内接地系统中的设备进行检查，检查时做好自身安全措施，穿绝缘靴，带绝缘手套，如发现明显接地点时，不得接近故障点，室内4米，室外8米；在系统接地时，不得操作消弧线圈隔离开关等。

2、处理接地故障时,禁止停用消弧线圈。若消弧线圈温升超过规定时,可在接地相上先作人工接地,消除接地点后,再停用消弧线圈。

3、电压互感器高压侧出现一相断线或一次熔丝熔断时，应将该电压互感器停役后更换，在伴有单相接地故障时，应首先隔离故障或故障消失后，再停用该电压互感器进行处理。

参考文献

[1]黄慧妍.10kV小电阻接地系统的技术原理及施工验收、运行维护[J].大众科技，2012，04.

[2]何宁.电气设备及运行维护[M]．北京:中国电力出版社，2010.

作者简介

唐卫民（1985.08.12），男，学历：上海交通大学高电压与绝缘专业硕士，单位：国网江苏省电力公司无锡供电公司，研究方向：变电运维。

金佳奔（1991.01.14），男，学历：南京工程学院电气工程及其其自动化专业，单位：国网江苏省电力公司无锡供电公司，研究方向：变电运维。