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摘要：小电流接地系统是66kV变电站最长采用的运行方式，在这种运行方式下经常发生单相接地故障。如何快速准确地发现故障线路并快速排出故障是运行人员最需要掌握的技能。本文分析了有关小电流接地系统单相接地故障的特性，对接地选线方法做了归纳。
关键词：小电流；接地系统；单相；故障；措施
在66kV电压等级变电站中，主变压器的中性点基本上都采用不接地运行方式，简称为小电流接地系统。在这种运行方式中，10千伏出线发生单相接地故障时，故障相电压降为零，非故障相电压升高为相电压的1.732倍，三相之间的线电压仍然保持对称，故障电流为系统对地电容电流，比负荷电流小得多，对供电负荷影响不大，因此规程允许继续运行2个小时。但在实际运行中，由于接地点接触不良，在接地点会产生间歇性电弧放电，会对系统绝缘造成危害，因此，必须尽快排除单相接地故障，确保电网安全可靠运行。
一、小电流接地系统单相接地现象分析
图1为中性点不接地系统，A相、B相、C相对地电容为C0，这三个电容就相当于对称Y形负载，中性点为大地。
从以上这些算式中进行分析，得出中性点不接地系统单相接地的特点，接地故障相对地电压降为零，其它两相对地电压上升为线电压，系统出现零序电压，电压值等于电网正常运行时的相电压。非故障线路流过的是本线路的零序电容电流，其值为3EAωC0，相位超前零序电压90°。故障线路流过的是所有非故障元件的零序电容电流之和，相位滞后零序电压90°。
综上所述，当单相接地故障发生在小电流接地系统时，系统仍然保持对称的线电压，用户的供电不会受到影响，所以故障线路不需要马上断开，规程规定系统依然可以正常运行2个小时，保证了供电的可靠性。小电流接地系统单相接地时，故障点上流过的电流很小，并且相对地的电压也降低。然而相电压在没有发生故障部分出现上升，系统相电压变成了不对称，但是线电压依然保持着对称，负序电压的值为零，因为这些原因，故障选线有困难，需要分析小电流接地系统单相接地故障的特征，找到正确的选线方法，及时准确地找到故障线路，予以切除，保障系统运行安全。
二、小电流接地系统单相接地故障的特征
1、单相接地的表象
10kV出线发生单相接地故障时，变电运行监控装置绝缘监察装置会报警，现场光字牌亮。当生发接故障时，绝缘监察装置的电压表指示故障相相电压降低或接近零，另两相电压高于相电压或接近于线电压。如是稳定性接地，电压表指示无摆动，若是电压表指针来回摆动，则表明为间歇性接地。
2、发生接地故障的原因
造成10kV出线线路接地故障的的最主要原因是异物搭接、树木搭接、导线断线、绝缘子击穿。通过总结近2年的单相接地故障原因结果显示，这4种原因的比例为80%以上。异物搭接是由于物体遇到恶略天气时，搭落在导线上。树木搭接是指树木直接穿过裸线或是树枝搭在线路上。绝缘子击穿主要是由于绝缘子污闪和雷击造成的。而导线断线的主要表现为导线接头处因为接触不良而造成的发热烧断，绝缘子中的导线绑扎、固定不紧，接头掉在地面或横担上等。
三、小电流接地系统单相接地故障处理方案
1、单相接地故障预防措施
经过分析10kV出线线路的单相接地故障的原因，可以采取多种方法来预防，将接地故障的发生频率尽量降到最低。定期地巡查配电线路，主要是检查导线和周围建筑物、树木的距离是否符合规程的要求，导线有没有外伤及松股，导线的弧垂有没有过大等，绝缘子中导线有没有牢固绑扎及固定，固定绝缘子的螺栓有没有脱松。定期进行绝缘测试，主要针对的是配电线路的分支熔断器、避雷器、绝缘子等一些设备，另外还要重点检查变压器的绝缘性能是否正常，其高压引下线接头有无良好接触。及时对配电变压器进行检查试验。检修和维护配电线路时，重点查看杆塔导线接头有没有发热变形，线路上的绝缘子有没有被雷击。
2、单相接地故障的处理措施
在小电流接地电网的运行中，当发生单相接地故障，监控系统发出接地告警信号时，运行值班人员应沉着冷静进行处理。根据信号、电压表指示、天气情况、运行方式等进行综合分析，区分接地信号的虚与实。并及时向上级调度和领导汇报，做好有关现象的记录。
在进行判断处理时，首先应根据接地故障特征，判明故障性质与相别。而后再检查所内电气设备有无故障：如设备瓷质部分有无损坏，有无放电闪络；设备上有无落物、小动物及外力破坏现象；有无断线接地。再检查互感器熔丝有无熔断，避雷器、电缆头有无击穿损坏等，在确定所内设备无问题的前提下，用瞬停依次拉闸查找法，处理办法是依次断开10kV线路母线的分路开关，如断开某路开关接地信号消失，绝缘监察电压表指示恢复正常，即表明所停电线路有接地故障，即可安排消除故障。
假如瞬停分路开关后接地信号仍然存在，说明接地故障不发生在此线路，应立即恢复供电，再依瞬停其他线路，千万不可将所有出线全部断开进行查找。如是将所有10kV出线开并全部断开，就是切除所有出线的对地电容电流，这样会造成系统电容电流的大幅度降低，导致残余电流过大，从而在接地点产生间歇性放电，引发产生过电压，威胁设备绝缘安全。为此，采用瞬停查找法时，千万不可全部断开出线后再查找，而是停一路查一路，恢复供电后再停另一路。
在查出接地故障线路后，对一般不重要的用户线路，可停电排除接地故障，待接地故障排除后方可恢复供电。如属重要用户的供电线路发生接地，应采用措施转移用电负荷，或是投入备用线路，在做好这些工作之后，方可停电查找排除接地故障，尽快排除故障恢复供电以减少停电损失。
传统的寻找接地故障线路的方法是依次逐条断开每回出线的断路器，故障线路被断开后，系统电压恢复且接地信号消失，否则继续寻找。虽然这种寻找方法大多可通过重合闸来进行补救，但对一些供电要求很高的用电客户来说，这种方法的弊病是显而易见的，尤其是对那些负荷较重的线路，这种方法已不满足安全稳定供电的要求。随着小电流接地选线装置技术水平不断提高，得到迅速普及，其选线的准确性得到运行单位的认可。
3、小电流接地选线装置工作原理
中性点不接地系统发生单相接地故障时的特点是构成小电流接地选线的基本原理。一般用零序电压作装置启动判据。当系统发生单相接地故障时，变电站母线电压互感器的开口三角绕组将产生零序电压，当零序电压大于整定值时装置启动，选线功能主站发出信号向该段母线上的所有出线保护装置召唤零序电流的大小，进行分析判断。故障线路的零序电容电流为所有非故障线路的零序电容电流之和，如果同一母线上的线路条数足够多，且各条线路的参数差异不大，则故障线路的零序电容电流将远远大于非故障线路的零序电容电流，利用零序电流的大小就可以判断出故障线路。同时故障线路和非故障线路的零序电容电流方向不同是构成选线的另一主要判据，非故障线路的零序功率方向由母线指向线路、而故障线路的零序功率方向则由线路指向母线，利用零序功率方向的不同也可以判断出故障线路，而且零序功率方向还不存在动作死区的问题。如果所有线路的零序功率方向都为正向，则可判断母线接地。
小电流接地系统单相接地是较为常见的故障，因此加强对单相接地故障的分析以及总结归纳出具体处理方法有非常重要的实践意义，可以减少停电范围、缩短停电时间及提高供电可靠性。因此我们要关注小电流接地系统单相接地故障选线的研究，在实践中不断积累经验，重视对变电站设备的技术改造，增加先进设备和技术的使用，研究适合的选线方法，确保电网安全可靠运行。
参考文献
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作者简介
郝庆华（1970.2.16），男；赤峰市；蒙；学历：本科、学士；职称：副高级工程师；职务：运维检修部副主任；研究方向：变电运维检修；单位：国网内蒙古东部电力有限公司红山区供电公司。
论文作者:郝庆华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
标签：故障论文; 单相论文; 电流论文; 线路论文; 系统论文; 电压论文; 相电压论文; 《电力设备》2017年第14期论文;