变电站小电流接地系统单相接地故障处理方法

刘洪亮　吴世隆　王洪元

引言：变电站小电流接地系统单相接地故障是一种较为常见的故障。文章就常见故障进行分析判断，从单条线路单相接地试拉路查找、多条线路同相接地停运查找等几个方面对小电流接地系统单相接地的故障进行处理。从源头对故障原因进行分析以及良好的问题故障解决能力对于保证变电站电网安全稳定运行具有重要意义。

电力系统中大电流接地方式和小电流接地方式均属于中性点接地方式，而单相接地是小电流接地系统中一种较为常见的临时性故障[1]。小电流接地系统发生单相接地后，系统仍可持续运行约1-2小时，但如果发生故障时电网持续长时间运行将直接导致非故障相的电压升高，出现过电压情况，进而使得单相接地故障扩大，发展成为相间短路，对用户正常用电产生影响，造成严重事故。据不完全统计，在配电系统中发生的配电故障有超过80%属于单相接地故障，因此在故障发生时，变电站值班人员必须要熟悉接地故障的处理方法，一旦发生单相接地故障予以及时切除，保障用电安全。

一、小电流接地系统基本概念

电力系统中将接地方式分为大电流接地系统和小电流接地系统，两者均属于中性点接地方式。依据我国相关规定：X0/X1≤4～5的系统属于大电流接地系统，X0/X1>4～5的系统属于小电流接地系统[2]。换言之，即110kV及以上的中性点直接接地的系统为大电流接地系统，35kV及以下的中性点不接地的系统为小电流接地系统。

二、变电站单相接地故障分析判断

（一）大电流接地系统与小电流接地系统发生单相接地故障的区别

大电流接地系统：发生单相接地故障时，接地点首先通过大地，然后经过主变中性点，最后才通过输电线路从而形成零序通路，此时该通路中有短路电流流过，相应保护动作随即跳闸，能够将故障设备从电网中及时切除，以保证电网设备的正常运行。

小电流接地系统：发生单相接地故障时，由于主变中性点不与大地接触，因此故障发生时无法形成通路，不会产生短路电流，因此过电流时保护动作不发挥作用。但与大电流接地系统发生单相接地故障有所不同，发生小电流单相接地故障时，零序过电压保护会动作即发出“小电流单相接地”的报警信号。

（二）小电流单相接地报警信号

小电流接地系统发生单相接地故障时，零序过电压保护会发出报警信號，该报警信号是通过母线PT开口三角绕组两端电压而发出的[3]。当系统正常运行时，三相电压对称。而当小电流接地系统发生单相接地故障时，接地相电压降低，其余两相电压升高，线电压保持不变。此时三相电压大于电压继电器整定值，电压继电器保护动作，发出报警信号。值得注意的是，变电站值班人员收到报警信号后切忌一味认为是单相接地，应注意排除PT高压保险熔断、铁磁谐振等情况[4]。

三、小电流接地系统单相接地故障处理措施

（一）单条线路单相接地故障处理

变电站值班人员报告调度接地故障情况后，根据调度指令进行试拉路。即依据接地拉路序位表逐路进行试拉，每拉开一路断路器，查看接地信号复归情况，若未复归，则合上该断路器，接着再试拉下一路，直到拉开该断路器后接地信号复归，则提示该线路接地。拉路顺序通常包括以下几个步骤：①对于装有小电流接地选线装置的，应首先试拉所选分路；②对于并列运行的可首先将分段断路器拉开，确定具体是哪条母线发生接地；③对接地段母线剩余的分路逐一进行试拉，通常先拉空充线路，再拉双回线及接地故障频发线路，最后拉重要负荷。值得一提的是，如果故障变电站内有工作人员，变电站值班人员应当确定单相接地故障与其工作无关，并通知人员及时撤离，撤离完毕后再进行试拉路。在试拉完电容器断路器后，切忌立即合闸，以防止过电压产生；此外，试拉过程中绝对禁止用刀闸进行试拉查找。

（二）多条线路同相接地停运查找处理

若采用上述方法仍旧无法查找出接地故障分路，此时应考虑为多路同相接地或母线设备接地。值班员应向调度申请将接地段母线上所有分路停运逐一查找，每拉开一路断路器，查看接地信号复归情况，若未复归，则不再合上该断路器，接着拉开下一路，直到拉开该断路器接地信号复归，则提示该线路属于接地线路。此时保留该断路器在断位，然后送出其他已拉开断路器，同时逐一查看是否报接地信号，若未报接地信号则继续合下一路，直到合上某一断路器后再次发接地信号，则认定该线路为另一接地线路。

（三）母线及以上设备接地查找处理

如果将接地段母线上所有分路断路器逐一拉开后，接地信号仍旧无法恢复，则应判定为母线及以上设备接地。此时可以拉开接地段母线主进开关，然后合上分段开关，以此来判定接地点的具体位置，确定究竟在母线设备上还是在主变低压侧母线桥上。

（四）现场查找

通过对故障原因的全面排查后，变电站值班人员应前往现场直接查找接地点，在查找接地过程中尤其要注意做好安全防护措施，穿绝缘靴、戴安全帽。如有需要接触设备外壳或架构时，工作人员必须戴好绝缘手套。此外，带接地故障运行时间不能超过相关规定的时间，以避免发展成为相间短路故障，造成严重事故，给电网及设备造成冲击。

四、结束语

变电站小电流接地系统中发生单相接地故障较为常见，多发生于潮湿、多雨的季节。由于单相接地故障发生后电网系统仍可持续运行约1-2小时，因此在我国的应用较为广泛。但如果发生单相接地故障后电网长期运行，会导致非故障的两相对地电压升高，进而发展成为相间短路，影响用户正常用电。本文针对单相接地故障的常见原因进行了分析判断，并提出对应措施以解决故障问题，力求及时切除故障线路，以保障电网系统正常运行。

参考文献

[1]包斌；于志远.小电流接地系统单相接地故障简单分析及处理方法[J].中国科技纵横，2010，2（16）：389-391.

[2]范伟.一起小电流接地系统单相接地故障的处理[J].大科技，2014，2（27）：425-426.

[3]尹星光；宛玉健；张新州等.10kV线路故障引起相邻线路异常跳闸的原因分析[J].华电技术，2012，34（5）：123-125.

（作者单位：国网山东昌乐县供电公司）