（1.贵阳供电局 贵州贵阳 550081；2.兴义供电局 贵州兴义 562400；3.大唐贵州发耳发电有限公司 贵州六盘水 553017）
摘要：以某变电站10kV小电阻接地系统为背景,针对屡次出现的接地变压器零序保护误动现象,进行了理论分析,提出了线路参数不对称及线路非金属性接地两个不确定因素。以及导致10kV小电阻接地系统在运行方式下，出现接地变压器零序保护误动的客观原因。同时给出了检查10kV出线电缆绝缘情况及建立零序电流监测装置等相应的防范措施,以防止类似故障的发生。
关键词： 小电阻接地;参数不对称;零序电流保护; 误动。
1.引言
城市建设和供电业务正在快速发展,城市中的10kV配电网主要采用了地下电缆,使得配电网对地电容电流大大增加。如果采用消弧线圈接地,则需要较大的补偿容量,需配置多台。此外,10kV配电网线路在运行中操作较多,消弧线圈的分接头及时调整有困难,容易出现谐振过电压现象。因此，10kV配电网中采用了中性点经小电阻接地运行方式来解决这一问题。但在实际情况中,变电站的这种系统曾多次出现接地变压器零序保护误动现象。本文即针对此类误动情况进行研究。
2.10kV配电网概述
10Kv配电网采用了中性点经小电阻接地的运行方式，这种方式可以实现零序电流速断保护功能,使接地故障后快速跳闸,从而减轻由于触电对人身造成的伤害程度。在采用中性点经小电阻接地的变电站,接地变压器零序保护作为线路零序保护的后备保护,只有线路开关拒动时,才动作跳开母联和主变变低开关,将故障线路隔离。但在实际运行中,某些变电站的这种运行方式会出现接地变压器零序保护误动现象。
3.事故状况
3.1变电站10kV配电网采用双母分段带旁路接线方式。左右段母线各自独立运行,分别经Y0/Δ接法变压器从110kV侧获得电源。左右两段母线各经一台Z型变压器引出中性点后经小电阻接地。此接地变压器上安装了零序过流保护;10kV出线上也均安装了零序过流保护(保护类型为微机型继电保护,整定值为45 A,动作时间为1.5 s)接地变压器的零序保护主要是作为10kV出线的后备保护,其在线路发生接地故障而线路零序保护拒动时。从而退出小电阻接地系统以减小接地电流。但在实际运行中,多次出现小电阻接地变压器上流经超过保护整定值的电流且零序保护动作,但经选线未发现线路侧有异常。
3.2经现场调查,两套小电阻接地系统零序过流保护动作次数为:左段母线上接地变压器零序保护动作10次,段母线上接地变压器零序保护动作5次。其中只有一次段母线接地变压器零序保护动作是由于该母线上一条出线未安装零序保护造成的(该线路为新增线路,仅此一条线路未安装零序保护)。在其发生接地故障时,小电阻零序保护作为后备保护而正常动作。其它则均为不明原因动作情况。作为后备保护,如此动作是不正常的。
3.3某地区发生过多次10kV接地变压器零序电流保护误动事故,跳开接地变及主变变低开关,期间造成10kV母线短时失压。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以某110kV变电站为例,该站曾发生过2次接地变压器零序保护误动事故。该站10kV线路零序段保护定值为4OA,1.55,接地变压器零序保护定值为60A,2.55。当一条线路发生接地故障之后,在1.5s之内线路电流保护和接地变压器零序电流保护都会起动,如在此期间另一条线路又发生接地故障时,即使前一条线路电流保护已动作跳闸,接地变压器零序电流保护仍然不会返回,在第二条线路跳闸前,接地变压器零序电流保护起动时间会达到整定值,因此会使接地变压器零序保护误动作。
4.故障机理
4.1当一条线路经高阻接地(如经树枝接地时),由于故障电流小,导致保护不能动作;而后另一条线路又经高阻接地。由叠加原理可知,线路及接地变的电流应为上述两种情况下电流的叠加。显然,此时的电流比值不再接近于1∶1的关系,而存在流经接地电流大于线路1电流1.2倍的情况(接地变的零序电流保护整定为线路的1.2倍),同理可得流过接地的零序电流也可能大于线路2上零序电流的1.2倍。这样,就可能出现线路1和线路2的电流未超过保护整定值而接地变压器电流超过其保护整定值的情况,此时接地变压器就会误动作。
4.2对于零序电流互感器误差。如果接地变压器零序电流互感器有-10%的误差,线路序电流互感器有+ 10%的误差,那么两者实际动作电流值,几乎相等。但是，保护还要考虑误差,这样就不会造成接地变压器零序电流保护越级误跳闸。
4.3发生接地故障。当一条线路发生接地故障之后,在1.5 s之内线路电流保护和接地变压器零序电流保护都会启动,如在此期间另一条线路又发生接地故障时,即使前一条线路电流保护已动作跳闸,接地变压器零序电流保护仍然不会返回,因此会误动作跳开接地变压器器。
4.4虽然两种情况的发生属于低概率事件,但同杆塔的架空线和同坑铺设的电缆遇到雷击或外力作用的情况,还是很可能发生的。同时，接地系统线路参数不对称也会产生问题。因电缆线路某相绝缘发生老化(但未击穿),与其他两相产生不对称,或在施工过程中,由于施工人员没有严格按照规程操作,将杂质混入电缆接头处,这同样也会给电缆参数不对称造成隐患。当Z型变压器三相阻抗、10kV出线三相等效对地电容、等效电源内阻中有一个参数不对称时,小电阻上将产生零序电流。且零序电流随着不对称度的增大而增大,当不对增大到一定程度的时候,达到接地变压器零序电流保护的整定值,将导致接地变压器零序电流保护误动。这种情况出现的概率较大。
5.结语
10kV中性小电阻接地方式在我国投入运行时间并不长,许多问题尚未进行深入研究。线路参数不对称会产生流过接地变压器中性点的零序电流,变电所接地网接地不良会导致接地变压器中性点零序电压加大。线路参数不对称达到一定的程度或两个因素的同时存在将引起接地变压器零序电流保护误动。因此对电缆线路参数的对称性及变电所接地网接地的完好性进行监测是保证小电阻接地系统安全运行的重要措施。
参考文献
[1]王英民.10kV小电阻接地系统接地变压器零序保护误动原因分析[J].华北电力技术,2009,(1):24-26,29.
[2]袁勇,李凌.10kV小电阻接地系统接地变压器零序电流保护误动分析[J].华东电力,2003,31(6):31-33.
论文作者:田恩勇1,田水2,田光宏3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签：电流论文; 变压器论文; 线路论文; 电阻论文; 动作论文; 母线论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第5期论文;