小电流接地系统接地故障处理措施

有关小电流接地系统接地故障的处理方法，小电流接地系统特别是35KV及以下的小接地系统，易引起误判的几类接地故障及其原因分析，一起来看看。

小电流接地系统接地故障

1.问题提出

目前，小电流接地系统特别是35KV及以下的小接地系统，由于其线路分支多，走向复杂，电压等级较低，在设计施工中线路质量不易保证，运行中发生接地故障的几率是很高的。从我市地方电网历年来的运行统计资料来看，在小电流接地系统的接地故障中，35KV电网占8.2%，10KV电网占91.8%。

在实践中对电网运行工况的了解以及运行经验的总结，分析了小电流接地系统在实际运行中易引起误判的几类接地故障，在给出其原因分析的基础上着重阐述了接地故障的判别方法、处理措施及对策。相信对同行有一定的借鉴作用。

2.易引起误判的几类接地故障及其原因分析

为了便于展开下文，我们有必要首先对电网发生接地的原因作一个简单的分析。如图1,当中性点电压Uo不为0且Uo大于绝缘监察系统定值时，便有接地信号发出，而Uo反映的是零序电压，其计算公式为：

Uo=（Ùa Ùb Ùc）/3

从上式可以看出，当电网各相电压Ùa、Ùb、Ùc不平衡时，便有中性点电压Uo产生，而电网电压的不平衡度是接地信号发生与否的关键，本文下面的论述将紧紧围绕接地故障发生的原因作具体分析。根据兴义市地方电网历年来的运行资料，我们统计了如下几类经常发生接地的情况：

2.1系统发生单相接地或两相不完全接地

此时，系统各相对地电压Ùa、Ùb、Ùc不平衡，其相量和不为零，产生中性点位移

致使TV二次的开口三角绕组出现零序电压而发出接地信号。

2.2系统高压侧缺相运行

根据运行经验和多次的模拟试验，当系统高压侧缺一相或两相运行时，由于各相对地电压不平衡（某一相或两相为零），其相量和不为零，产生的中性点位移致使TV二次的开口三角绕组出现零序电压而发出接地信号。

2.3系统发生谐振

由于系统中电压互感器TV的励磁电抗XL（等于ωL）过低，倒闸操作时恰遇某相电压过零值或操作手法不正确、系统接地运行时间过长等，都可能导致系统发生铁磁谐振。此时，系统三相电压是不平衡的，产生的中性点位移也会使保护动作而发出接地信号，这是在实际运行中导致接地信号误发最多的一种假接地故障。

此外，对高压设备摇测绝缘或雷电时也可能导致假接地信号发出。由于以上诸多原因，在客观上给运行人员判别接地故障带来了一定的难度。

3.接地故障判别

根据TV的接线特点，其铁芯中存在零序磁通通路，故在其二次感应电压而使保护动作而发出接地信号。对于各种接地类别的大致特点，我们有必要进行一定的归纳总结，以利电网值班人员准确地判别故障情况，采取正确方法及时消除故障。

3.1系统一相接地或两相不完全接地

此时，其相应相对地电压降低，非接地相电压升高，电压表计指示视情况不同而异。

当一相完全接地时，故障相对地电压为零，中性点位移电压为相电压，非故障相对地电压升高倍，变为系统线电压。若故障相不完全接地，则故障相对地电压大于零而小于相电压，非故障相对地电压值大于相电压而小于线电压，接地电流比完全接地时小一些。由此，我们根据图2所示绝缘监察系统所接各种表计指示即可得知系统接地情况。

3.2系统高压侧缺相运行时当系统高压侧某一相（或两相）断线或母线电压互感器某一相（或两相）高压保险熔断时，有如下具体情况：

3.2.1若绝缘监察系统（图2）采用单相电压互感器组成的Y0/Y0接线时，假设TV一次A相熔断造成缺相运行，二次a相无感应电压，按说图2中Va应无指示。但从Vab电压表串过b相，结果使电压表Vab、Va形成一串联分压回路，使得Va表计有一定指示，其值与表计内阻成正比。

3.2.2若绝缘监察系统采用三相五柱式电压互感器时，由于磁路系统互相联通，当高压侧A相保险熔断造成缺相运行时，二次a相能感应电压，Va与Vab比上述3.2.1中的分析结果高些。缺两相的分析与缺一相的分析类同。总之，系统发生缺相运行时，故障相的表计有一定指示，非故障相的表计指示不变。

3.3当系统发生谐振时发生铁磁谐振的一个显著特征就是产生过电压，我们可以从表计变化观察到系统发生谐振的情况。

3.3.1一相（或两相）表计指示降低（不为零），其余相表计指示升高，超过系统电压；或电压表计指示过头，从图2或图3中测出XJJ或YJ线圈电压可知中性点电压已位移至电压三角形外。

3.3.2三相表计指示依相序次序轮流升高，并在1.2~1.4倍相电压之间作低频摆动，约每秒一次。

3.3.3 图2中Va、Vb、Vc三相表计指示远远高于线电压。

3.3.4 图2中Va、Vb、Vc及Vab、Vbc、Vca表计指示同时大大超过额定值。

总之，铁磁谐振的一个显著特征是产生过电压，我们可从系统采集到的数据来进行判断。至于对高压设备摇测绝缘或雷电时接地信号误发的情况，电网值班人员可根据当时的实际情况进行简单的的判别处理，本文在此不作具体分析。

4.接地故障时的处理措施

根据笔者的运行的经验，电网发生接地时根据不同情况有如下的处理措施：

4.1在三相表计指示平衡而又发出接地信号时，应首先考虑是否电压互感器检修后极性接反。

4.2在已确认为真接地且接地频繁或接地时间较长的情况下，应制定合理的电网整改措施，因为接地故障会危及设备安全运行、造成大量的无功损耗，从而降低电压质量。实际中可针对不同情况通过对沿线杆塔、横担、绝缘子等的校正、更换以及对沿线网络旁树枝等的修剪等消除接地，并注意加强线路的运行维护管理。

4.3铁磁谐振产生的过电压会使绝缘击穿、避雷器放炮、母线电压互感器TV炸裂甚至烧毁，因此我们一定要尽量避免谐振的发生。从根本上说，安装时应着重改善TV的电磁特性（更换伏安特性不良的电磁式电压互感器以提高励磁电抗）；或在35KV及10KV系统母线电压互感器TV二次侧加装消谐电阻、消谐灯或击穿保险器，以防止并联谐振的产生。对运行值班人员来说，主要应从改变运行方式及操作手法入手，采取如下措施：

4.3.1改变运行方式时应使Xco/XL≤0.01或Xco/XL≥3（Xco为系统容抗，XL为系统感抗，主要为TV励磁电抗），使系统远离谐振区。

4.3.2操作时应尽量避免将小电流系统的消弧线圈退出运行；对110KV及以上大电流系统，如果经计算在运行过程中不要求中性点接地运行时，应在操作时先合上电源变压器中性点接地刀闸，操作完毕后再将中性点接地刀闸退出运行。