浅谈10kV配电线路接地故障的几种判定方法

陈文刚 郭晓军 王艳 孙蓉

【摘 要】文章重点介绍在集中型馈线自动化原理基础上，实现主干及分支线路单相接地故障快速诊断处理，尤其可有效解决小电流接地系统的单相接地故障处理问题，大大提高供电可靠性、缩小停电范围，降低人工巡查强度。

【关键词】配电线路；接地；故障

10kV架空线路运行环境恶劣，雷雨、大风等外力破坏造成的故障发生率较高。发生接地后系统虽可继续带故障运行，由于非故障相对地电压升高，若不及时处理可能会发展为非故障相绝缘破坏继发引起相间短路的威胁，故障发生后，采用以往经验，逐段选拉进行排查，耗时费力、停电影响范围大、时间长，难以快速准确定位故障点。而10kV架空线路的单相接地故障占故障总数的70%以上，需要及时判断处理。其中小电阻接地系统在发生单相接地时故障电流大，故障容易识别，故障线路可迅速跳闸。而小电流接地系统由于故障电流小，故障判断和指示是普遍关注的重点和难点问题。因此文章重点介绍在集中型馈线自动化原理基础上，实现主干及分支线路单相接地故障快速诊断处理的方法。

一、配电网中性点主要接地方式

10kV配电网中性点接地方式主要分为不接地、经消弧线圈接地和小电阻接地三种方式并存。不同接地方式下，其零序电流大小及继电保护动作的行为有所不同。（1）小电阻接地方式，保护配置是过流I段、0.3秒和过流II段1秒。故障处理方式是：保护跳闸，现场巡线查找故障段及故障点。（2）消弧线圈接地方式，6秒后零序电压报警，处理方式是线路可以带电运行2小时，人工试拉选线，现场巡线查找故障段及故障点。（3）不接地方式，6秒后零序电压报警，线路可以带电运行2小时，人工试拉选线，现场巡线查找故障段及故障点。

中性点不接地或中性点经消弧线圈接地方式的配电网线路，变电站出线开关不设零序保护。在中性点经低电阻接地方式下，变电站出线开关零序保护作用于跳闸。

二、小电流接地方式的故障解决方法

（一）接地故障选线方法

对于小电流接地方式的配电网，变电站出线开关不投零序保护，只装设绝缘监测装置，当线路发生单相接地故障时，可带故障运行2小时。为了准确找出故障点，可采用站内加装综合选线装置或在馈线线路上加装选线开关的方式进行接地故障选线。

（二）接地故障选段解决方案

小电流接地方式下的配電线路，通过选线开关选出故障线路后，可以借助馈线自动化技术手段，快速实现单相接地故障的定位和隔离。

1.零序电压突变量选段方案。（1）方案介绍。选段开关可选用带内置EVT电压传感器的VSP5型负荷开关，如果已有VSP5型负荷开关也可在原有开关基础上加装外置零序PT，配置基于零序电压-时间逻辑的二遥分段动作型馈线终端，实现就地智能馈线自动化。（2）故障隔离动作行为。当发生接地故障时：变电站接地告警，选线开关接地保护跳闸，选出故障线路；线路分段开关因线路失电而分闸；选线开关一次重合，分段开关依据零序电压-时间逻辑隔离故障点；主站遥控联络开关合闸，恢复供电。当发生短路故障时：变电站CB保护跳闸，分段开关因线路失电而分闸；CB延时重合，分段开关依据电压-时间逻辑隔离故障点；主站遥控CB和联络开关合闸，恢复供电。

2.主站判断接地标志遥控选段方案。（1）方案介绍。在变电站出线断路器CB及各个分段开关处，安装具有健全线路模型识别单相接地故障检测功能的智能配电终端，配电主站根据各配电终端检出的接地故障标志，进行综合分析判断，定位隔离故障。（2）故障隔离动作行为。当发生接地故障时：智能配电终端基于本地采集的电压、电流，直接判断出接地故障是否发生在其负荷侧，若在负荷侧，则接地故障检测信号置1，否则置0，并上送配电主站；配电主站在收集配电终端上报的接地故障信息后，对故障区段进行综合判断。

3.无线通信智能分布式选段方案。（1）方案介绍。选段开关选用带内置EVT电压传感器的电流型开关或VSP5型负荷开关，也可在原有电流型开关或VSP5型负荷开关基础上加装外置零序PT，通过配置基于无线通信的智能分布式配电终端，直接对接地故障进行选段、定位和隔离，实现接地馈线自动化。（2）故障隔离动作行为。当发生接地故障时：配电终端采集的电压、电流，直接判断出接地故障发生在电源侧还是负荷侧，若在负荷侧，则将接地故障检测信号置1，否则置0；配电终端通过对等通信收集齐各关联终端的接地故障标志，对故障区段进行定位；故障定位后，由故障点两端的分段负荷开关分闸，隔离故障。当发生短路故障时：变电站保护跳闸，线路失电；配电终端通过无线网络相互通信，定位故障区域，实现故障隔离；变电站重合恢复供电。

三、结语

综上所述，针对小电流接地方式下的接地故障可选用不同的选线和选段处理模式实现故障的快速处理，通过组合不同的选线和选段方式可以有至少5种配置方案。

作者简介：陈文刚（1971.05- ），男，国网晋城供电公司调控中心，高级工程师，研究方向：自动化维护及网络管理；孙蓉（1975.5- ），女，国网晋城供电公司，工程师，研究方向：自动化维护及网络管理；王艳（1973.06- ），女，国网晋城供电公司，高级工程师，研究方向：调度运行方式管理；郭晓军（1975.11- ），男，国网晋城供电公司调控中心，助理工程师，研究方向：自动化维护。