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小电流接地系统单相接地故障分析判断与处理

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/11/18 11:00:42   

  摘要:阐述了小电流接地系统接地的特点并对其故障现象进行分析、判断。
  关键词:小电流系统接地;单相接地;故障现象分析;处理
  1、系统接地的特点
  电力系统按接地处理方式可分为大电流接地系统(包括直接接地,电抗接地和低阻接地)、小电流接地系统(包括高阻接地,消弧线圈接地和不接地)。我国3~66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式,即为小电流接地系统。
  在小电流接地系统中,单相接地是一种常见的临时性故障,在该系统中,如发生单相接地时,由于线电压的大小和相位不变(仍对称),且系统绝缘又是按线电压设计的,所以允许短时运行而不切断故障设备,系统可运行1~2h,从而提高了供电可靠性,这也是小电流接地系统的最大优点。但是,若一相发生接地,则其它两相对地电压升高为相电压的1.732倍,特别是发生间歇性电弧接地时,接地相对地电压可能升高到相电压的2.5~3.0倍。
  2、故障现象分析与判断
  ①警铃响,“xx千伏母线接地”光字牌亮,个性点经消弧线圈接地的系统,常常还有“消弧线圈动作”的光字牌亮。②绝缘监察电压表三相指示值不同,接地相电压降低或等于零,其它两相电压升高为线电压,此时为稳定性接地。如果绝缘监察电压表指针不停地来回摆动,出现这种现象即为间歇性接地。③当发生弧光接地产生过电压时,非故障相电压很高,表针打到头,常伴有电压互感器高压一次侧熔体熔断,甚至严重烧坏电压互感器。④完全接地。如果发生A相完全接地,则故障相的电压降到零,非故障相的电压升高到线电压,此时电压互感器开口三角处出现100V电压,电压继电器动作,发出接地信号。⑤不完全接地。当发生一相(如A相)不完全接地时,即通过高电阻或电弧接地,中性点电位偏移,这时故障相的电压降低,但不为零。非故障相的电压升高,它们大于相电压,但达不到线电压。电压互感器开口三角处的电压达到整定值,电压继电器动作,发出接地信号。⑥电弧接地。如果发生A相完全接地,则故障相的电压降低,但不为零,非故障相的电压升高到线电压。此时电压互感器开口三角处出现100V电压,电压继电器动作,发出接地信号。⑦母线电压互感器一相二次熔断件熔断。此现象为中央信号警铃响,打出“电压互感器断线”光字牌,一相电压为零,另外两相电压正常。处理对策是退出低压等与该互感器有关的保护,更换二次熔断件。⑧电压互感器高压侧出现一相(A相)断线或一次熔断件熔断。此时故障相电压降低,但指示不为零,非故障相的电压并不高。这是由于此相电压表在二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路,出现比较小的电压指示,但不是该相实际电压,非故障相仍为相电压。互感器开口三角处会出现35V左右电压值,并启动继电器,发出接地信号。对策是处理电压互感器高压侧断线故障或更换一次熔断件。
  3、单相接地故障的处理步骤
  ①发生单相接地故障后,值班人员应马上复归音响,作好记录,迅速报告当值调度和有关负责人员,并按当值调度员的命令寻找接地故障,但具体查找方法由现场值班员自己选择。②先详细检查所内电气设备有无明显的故障迹象,如果不能找出故障点,再进行线路接地的寻找。③分割电网,即把电网分割成电气上不直接连接的几个部分,以判断单相接地区域。如将母线分段运行,并列运行的变压器分列运行。分网时,应注意分网后各部分的功率平衡、保护配合、电能质量和消弧线圈的补偿等情况。④再拉开母线无功补偿电容器断路器以及空载线路。对多电源线路,应采取转移负荷,改变供电方式来寻找接地故障点。⑤采用保护跳闸、重合送出的方式进行试拉寻找故障点,当拉开某条线路断路器接地现象消失,便可判断它为故障线路,并马上汇报当值调度员听候处理,同时对故障线路的断路器、隔离开关、穿墙套管等设备做进一步检查。⑥当逐路查找后仍未找到故障线路,而接地现象未消失,可考虑是两条线路同相接地或所内母线设备接地情况,进行针对性查找故障点。变电所值班员按规定顺序逐条选切线路,应特别注意切每条线路时绝缘监视装置三相对地电压表指示的变化,若全选切一遍,三相对地电压指示没有变化,说明不是线路有单相接地故障,是变电所内设备接地。若全选切一遍三相对地电压指示有变化时,应考虑有两条配电线路同相发生单相接地(含断线)故障。⑦两条线异名相接地。这种故障多数发生在雷雨、大风、高寒和降雪的天气,主要现象是同一母线供电的两条线同时跳闸或只有一条线跳闸,跳闸时电网有单相接地现象。若两条线都跳闸,电网接地现象消除,或两条线只有一条跳闸,电网仍有接地现象,但单送其中一条时电网单相接地相别发生改变,这是判断的必要依据。

  4、处理单相接地故障的要求
  ①小电流接地系统发生单相接地时,凡是对地有电容的线路都将有零序电流流过。②母线和某一线路都报出接地信号,应检查故障线路的系统设备有无异常。③只报出母线接地信号,应检查母线及连接设备、变压器有无异常。如经检查,站内设备无异常,则有可能是某一线路有故障,而其接地故障失灵,应用瞬停的方法,查明故障线路。对于重要用户的线路,可以转移负荷或者通知用户做好准备后停电查找故障点。在某些情况下,系统的绝缘并没有损坏,而是由于其它原因产生某些不对称状态,可能报出接地信号,此种接地称为“虚幻接地”,应注意区分判断。④寻找和处理单相接地故障时,应作好安全措施,保证人身安全。当设备发生接地时,室内不得接近故障点4m以内,室外不得接近故障点8m以内,进入上述范围的工作人员必须穿绝缘靴,戴绝缘手套,使用专用工具。⑤若电压互感器高压侧熔断件熔断,不得用普通熔断件代替。必须用额定电流为0.5A装填有石英砂的瓷管熔断器,这种熔断器有良好的灭弧性能和较大的断流容量,具有限制短路电流的作用。⑥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。
  5、结束语
  随着小电流接地判据理论与算法的不断发展,不断更新技术、设备以提高系统安全性。同时,还要提高设备检修人员的技术水平,积极改善设备的运行条件,加强设备的检修、维护管理,提高设备的绝缘水平
  参考文献:
  [1]李福寿.中性点非有效接地电网的运行[M].北京:水利电力出版社,1993.
  [2]陈德树.计算机继电保护原理与技术[M].北京:中国电力出版社,1992.
  [3]肖白,束洪春,高峰.小电流接地系统单相接地故障选线方法综述[J].继电器,2001(4).

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