中性点不接地系统单相接地故障的分析及判断

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中性点不接地系统单相接地故障的分析及判断

作者：宋曙光

来源：《中国科技纵横》2015年第22期

【摘 要】通过对中性点不接地系统中单相接地故障的分析，总结了单相接地故障的特点和故障象征，特别指出了实际工作中容易与单相接地故障混淆的谐振及电压互感器断线的故障象征，为运行人员准确判断提供了依据；根据相关电网规程规定给出了单相接地故障的主要处理原则和方法，为故障处理提供了依据，确保电网安全稳定运行，对于电网运行工作具有很好的指导作用。

【关键词】单相接地故障 中性点不接地 判断 1前言

电力系统按中性点接地方式可分为中性点直接接地系统和不接地系统。在我国， 110kV以下电力系统大多采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即中性点不接地系统[1]。在中性点不接地系统中，由于树木、线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等多种因素引发的一相设备对地绝缘下降的故障，即单相接地故障。单相接地故障是配电系统中最常见的故障，正确判断及处理单相接地故障，对于保证系统安全运行、减少用户停电损失非常重要[2，3]。 2单相接地故障分析 2.1 故障特点

图1 单相接地故障示意图

以C相为例（如图1），当系统中C相某一点发生单相接地故障时，C相对地电压为零，系统中性点发生偏移，非故障相的相电压均偏移一个相电压UC，UA’=√3UA且滞后UA30度，同样地，UB’=√3UB且超前UB30度，UA’+UB’=3U0=-3UC。UAB’、UBC’、UCA’依然对称。流经故障点的电流iD=ica+icb=3U/Xc，即系统全部电容电流之和。由此可以看出，当发生单相接地故障时，故障相相电压为零，非故障相相电压升高为线电压，任意两相之间线电压不变且依然对称，因此不影响对用户的连续供电，这是中性点不接地系统中单相接地故障的最大优点。

由上面的分析可知，发生单相接地故障时，非故障相电压升高为线电压，为正常电压水平的√3倍，若长时间运行，可能会造成系统中绝缘薄弱环节发生击穿，发展为相间短路，导致

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线路跳闸，扩大事故。也可能导致电压互感器（PT，下同）铁芯饱和，使PT严重过负荷而烧毁。若接地电流过大，接地电弧不易消除，会产生较高的电弧接地过电压，波及整个电网。因此，规程规定，中性点不接地的电网发生单相接地时，带接地运行时间不得超过2小时，但应立即寻找故障点，并在短时间内消除。对人身、电网、设备有直接威胁者，应立即拉闸停电。 2.2故障象征及判断

单相接地故障的特点虽然较为明显，但在实际工作中，误判的情况仍时有发生，主要原因是对故障象征分析不准确，这就需要我们对单相接地故障的象征进行明确的界定。系统中常见的容易与单相接地故障混淆的情况有PT断线、谐振等。

区分单相接地还是PT断线，一是有无接地信号。若没有接地信号，则可直接判定非单相接地故障。二是PT表计是否都发生变化，若为PT断线，仅故障PT指示变化，而其它PT则指示正常。三是电压变化情况。若为PT断线，不论是一次还是二次，其余两相电压均正常，而单相接地故障时，其余两相均升高。

当操作中报出接地信号时，主要有以下几种情况：一是用主变对空母线送电时，开关三相合闸不同期，三相对地电容不平衡，使中性点位移，三相电压不对称，报出接地信号。区 分依据：经检查母线及连接设备无异常，即可判定，投入一条线路或一台站用变，即可消失。二是调整电网运行方式时，系统中三相参数不对称。区分依据：此情况多发生在系统中有方式调整操作，可先恢复原运行方式，调整系统参数后，重新调整方式。三是合空载母线时，可能激发铁磁谐振过电压，报出接地信号。区分依据：此情况也发生在有倒闸操作时。主要是电压表指示会超过线电压，表针会达到头。而接地故障时，非故障相对地电压最高等于线电压，而线电压则不变。以上几种情况均是在操作中发生的，只要加强沟通，仔细检查，就能做出正确判断。

3单相接地故障的处理

寻找接地故障点的方法主要有分割电网法（如环路、分段、改变运行方式）和短时间切断法（如遥控试拉）。分割电网寻找接地故障时，应注意潮流分布、设备过载、消弧线圈补偿情况、再并列的可能性、对重要用户的影响。试拉线路寻找接地故障时，应先试拉小电流接地选线装置选出的线路，若小电流接地选线装置不正确或无小电流接地选线装置，一般应按下列顺序进行：（1）不影响供电和不影响电网正常并列的线路先试拉。（2）负荷轻和不重要的线路先试拉。（3）分支线较多而最长的线路先试拉。（4）故障可疑性大的线路先试拉。（5）剩最后一路时，也应进行试拉。

对实现配网自动化的线路，分界开关配备了零序电流保护。当单相接地故障发生在分界开关的负荷侧时，分界开关零序电流保护动作，分界开关跳闸，将故障隔离，同时向主站发送报文，调度人员可以直接看到故障所在范围，通知运维人员处理。

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4结语

单相接地故障对系统安全运行有较大影响，应在工作中认真总结经验，提高判断和处理水平。要重视单相接地故障的危害，在发生单相接地故障时应尽快处理，保证电网、设备和人身安全。 参考文献：

[1]陈珩主编.电力系统稳态分析.中国电力出版社，2000.

[2]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.

[3]徐浩强，薛磊.10kV城市配电网中性点接地方式的研讨[J].高电压技术，1993，07. 作者简介：宋曙光（1985—），男，汉族，山东滨州人，硕士，中级职称，国网山东省电力公司滨州供电公司，电力系统运行。