摘 要：本文介绍了10kV小电阻接地系统保护配置及整定原则，提出了对小电阻接地系统调度运行管理的原则，重点分析了10kV小电阻接地系统典型保护动作跳闸的处置情况，并得出了具体可行的应对措施，这些措施可为今后10kV中性点经消弧线圈接地改造为经小电阻接地（简称：消改小）工程以及小电阻接地系统投入运行后的管理工作提供积极的参考。
关键词：小电阻接地；调度运行管理；保护动作；处置研究
0 引言
目前，电网建设越来越注重社会效益。相对于消弧线圈接地而言，10kV系统小电阻接地可以保障10kV线路单相接地时快速切除故障线路，其在防范人身触电及降低系统绝缘损害等电网安全事故方面有着显著成效，因此近年来小电阻接地方式逐渐取代传统的消弧线圈接地方式，成为主流的10kV系统中性点接地方式。但是，在改造的过程中，系统必定会出现多种接地方式并存的过渡情况，这对电网调度运行管理提出新的要求。本文从10kV系统小电阻接地方式调度运行管理以及相关保护动作处置两方面进行研究，为电网调度提供积极可靠的处置措施。
1 保护配置及整定原则概况
根据《南方电网10kV～110kV系统继电保护整定计算规程》，10kV小电阻接地系统零序保护的配置及定值整定原则，地区局10kV系统零序保护时限整定如下：
（1）10kV馈线配置零序保护，延时1.2秒出口跳本馈线开关。
（2）接地变零序保护按照整定延时2.7秒出口跳10kV母联开关，延时3.0秒跳本段母线变低开关。值得注意的是，根据配置整定原则，零序保护不跳本接地变变高开关，接地变只有在相间短路时，才由接地变速断、过流保护动作跳本接地变变高开关。
（3）对于已完成全站 “消改小”整改的变电站，在具备条件的情况下，10kV系统原则上要带接地变运行。
2小电阻接地系统调度运行管理研究
随着电网的发展，目前整个电网10kV接地变大致存在经小电阻接地、经消弧装置接地两种。而现场运行管理中，10kV母线的接地变运行情况基本可以分为三类，包括事故后接地变临时退出的特殊情况、不同接地方式接地变并列的情况、不同变电站的10kV母线串供方式。针对不同的情况，因其保护配合以及接地电流分布不同，调度员需要做不同的运行分析，从而进行接地系统的调度运行管理。
2.1 接地变故障临时退出情况分析
配置小电阻接地的10kV系统，原则上不允许无接地变运行，由于故障需要退出接地变运行的，应同时退出本接地变所在段母线对应的主变运行。该段母线由其余主变通过10kV母联开关串供电，利用相邻接地变小电阻接地保障线路零序保护有效。
当单台主变容量不满足带两段母线负荷时，调度员可进行相应段母线的负荷转移控制，使主变不过载。如由于负荷控制或设备原因，10kV母线不具备小电阻接地运行条件及系统绝缘满足运行要求的，可按暂时维持部分10kV母线无小电阻接地运行。
这种处置方式，在保证供电可靠性的同时，也兼顾了社会效益。
2.2 不同接地方式并列运行情况分析
在消弧线圈接地向小电阻接地改造过程中，系统必定会出现同一变电站同时具有不同的10kV接地方式的情况。当10kV系统需要将不同接地方式并列运行或者配网合环转供时，调度员可要求现场投入全部10kV线路零序保护或者退出该站的小电阻接地。
对于事故处理的情况，为了能尽快消除异常，当由于主变主保护动作，10kV备自投使不同接地方式的10kV母线并列运行时，调度员应遥控退出属于小电阻接地的接地变，对于站用变及接地变共用的一台变压器的，待巡检到站后将小电阻退出后再投回相应的站用变。
2.3临时对失压10kV母线串供情况分析
对由于上一级电源故障导致10kV母线失压需要通过10kV线路串供恢复10kV失压母线及出线用户供电的，需将被串供的10kV母线接地方式（包括小电阻接地、消弧线圈接地等）退出后再进行串供。这是考虑到系统方式已改变，保护配置可能会失效或非正确动作。
3 典型保护动作跳闸处置研究
10kV小电阻接地系统典型的保护动作，一般除了10kV馈线零序电流保护动作跳闸外，还有小电阻接地变零序保护动作跳母联开关及变低开关等。本文列举三个典型案例情景进行分析研究，并归纳出相应的处置措施。
3.1 主变零序保护动作跳闸
3.1.1 事故现象
某110kV变电站A站当前方式如图1所示，#2主变变低502开关跳闸，无10kV馈线相关信息，SCADA告警信息有“10kV2M母线接地告警动作”、“ #2接地变508零序保护动作”、“#2变低502开关断开”、“10kV2M母线接地告警复归”。
3.1.2 原因分析
基于单一元件故障的情况下的分析，SCADA系统没有任何10kV出线的保护及开关动作信息，由此可以初步判断事故不属于10kV线路故障越级跳闸。按照零序保护范围分析，故障点可能出现的位置：（1）10kV母线设备（包括母线所带的出线开关柜内设备、管母）及其母联电缆；（2）#2主变变低母线桥、变低电缆及变低开关柜内设备；（3）#2接地变变高侧设备及变高开关。
基于常见的双重设备故障情况下的分析，故障可能由于馈线单相接地，同时零序保护失效：（1）零序保护本身故障导致失效；（2）对于部分采取旧式零序CT的站点，存在一定概率的由于磁路开路，导致零序电流不能有效反映到零序保护上面去；（3）零序电流回路存在开路现象；（4）由于零序CT安装位置规范性等其他问题导致的零序保护失效。
3.1.3 处置原则
事故发生后，调度员应立即：（1）通知巡检到站检查设备（包括#2主变变低母线桥及电缆、母线及各开关柜、接地变及开关、10kV所有单元保护是否有动作信息），同时开展损失负荷、用户数及失压馈线数量统计，并按流程开展信息报送；（2）按照故障原因分析，变低母线桥、变低电缆及变低开关柜内设备可能是接地故障点，因此，应尽快通过遥控操作方式将空载的#2主变退出运行，转为热备用，对怀疑故障设备断电；（3）遥控断开失压10kV母线上所有开关；（4）在巡检检查站内设备（包括#2主变变低母线桥及电缆、母线及各开关柜、接地变及开关）并隔离故障点后，原则上应用本段母线对应的#2主变对停电母线进行送电，如故障点不在接地变本体及其开关柜内设备上的，在母线充电时应带接地变同时充电，如经站内检查无发现设备异常，需对母线等停电设备进行试验后再恢复送电；（5）逐步恢复10kV馈线运行（注意确认失压段母线的馈线保护无异常）。
3.2 正常方式下小电阻接地变保护动作跳闸
3.2.1 事故现象
仍以110kV变电站A站为例，其正常运行方式如图2所示。为方便分析，以#2接地变为例进行讨论，10kV#2母线所带的10kV接地变跳闸，导致该段母线失去小电阻接地。
3.2.2 运行风险分析
由于#2接地变本身故障退出运行，10kV #2母线无小电阻接地变运行，变成无小电阻接地系统。当该母线的出线或母线出现接地的情况下，故障将不可由线路零序保护即时动作切除，可能对设备或者人身造成伤害。
3.2.3 处置原则
调度员应尽快将10kV #2母线经10kV母联500开关转由#1主变供电，通过#1接地变完善10kV #2母线的小电阻接地功能。如由于主变容量或母联开关检修等原因，导致不能单台主变带两段母线负荷运行，导致#2母线不得不无接地变方式运行时，期间一旦出现接地现象，调度员必须立即开展10kV拉路工作，直至接地现象消失。
3.3 特殊方式下小电阻接地变保护动作跳闸
3.3.1 事故现象
如图3所示，某110kV变电站B有三台主变，且10kV系统存在变低分支开关。根据第一章的保护整定原则，分支开关所在的10kV接地系统其零序保护整定为：10kV线路零序保护第一时限跳10kV出线开关，第二时限接地变零序保护跳10kV母联开关（对应本接线的500开关），第三时限接地变零序保护同时跳主变变低两个开关（对应图3接线的502、512开关）。一般情况下，存在分支开关的主变仅其中一侧装有接地变，在所有主变正常运行的情况下，每个10kV系统均满足相关的小电阻接地运行要求。
如图4所示，当#3主变停电，存在分支开关主变所带无配置有接地变的10kV母线相邻主变停电时，需要由分支开关带停电主变所在段母线运行。
在图4的运行方式下，10kV#6母线单相接地故障，10kV#6母线所带的#3接地变跳开二分段550开关，导致运行的10kV#5母线失去小电阻接地。
3.3.2 运行风险分析
由于10kV#6母线单相接地故障，#3接地变零序保护将按照整定原则，断开10kV二分段550开关，这一保护行为导致#3接地变在切除故障的同时自身也退出运行，使得仍然运行的10kV#5母线无小电阻接地变运行，该母线将变为无小电阻接地系统。当该母线的出线或母线出现接地的情况下，故障将不可由线路零序保护即时动作切除，可能对设备或者人身造成伤害。
3.3.3 处置原则
调度员应立即将10kV#2母线的接地变由热备用转为运行状态，合上#2主变变低502开关后，断开10kV分段500开关，恢复由#2主变对10kV#2母线的供电，如此，则可以通过#2接地变小电阻完善10kV#5母线的中性点小电阻接地功能。在现场隔离故障设备后，10kV#6母线恢复运行并转回跳闸前运行方式。如由于502变低开关检修或主变容量等原因，特别是当故障设备为#3接地变本身时，将存在不满足#2主变同时带10kV#2母线及#5母线负荷或#2主变同时带10kV#2、#5、#6母线负荷的运行条件，在综合考虑保障用户供电的情况下，部分10kV母线暂时按无接地变方式运行。无接地变运行期间，一旦出现接地现象后，调度员必须立即开展10kV拉路工作，直至接地现象消失。
4结语
10kV小电阻接地方式是目前电网建设中的中性点接地的主要选择方式，在当前10kV系统中性点接地方式由消弧线圈接地向小电阻接地方式改造的背景下，本文介绍了中性点经小电阻接地的保护整定原则，运行要求，并从调度专业角度出发，通过常见的典型接线方式及实例详细论述了在各种运行方式下10kV系统发生单相接地时的故障成因及提出了针对性的处置措施：
1、若接地变保护动作跳110kV主变变低开关后，调度值班员应将主变转至热备用状态，并根据现场检查结果并隔离故障点后，进行恢复处理。
2、若接地变因自身故障导致接地变开关跳闸时，调度值班员应采取措施尽量恢复带小电阻接地运行方式。
3、对于主变变低带分支开关的特殊检修方式，某些情况下导致失去小电阻接地变，调度值班员应尽快通过方式转换恢复所有10kV母线带小电阻接地运行方式。
调度员可以根据以上思路及建议开展应急处置工作，从而确保电网实时运行方式的安全性及合理性，并在保证电网安全稳定运行及提升用户供电可靠性中取得更好的平衡。
参考文献
[1]南方电网10kV～110kV系统继电保护整定计算规程2012版[S]，中国南方电网有限责任公司．
[2]熊卫红，毛兴华，李景禄等．小电阻接地方式对人身安全的影响及职能电阻接地方式研究[J]．电力系统保护与控制，2019，47（17）：166-172．
[3]李润鑫，魏博．风电场零序保护不正常动作典型案例分析[J]．内蒙古电力技术，2017，35（2）：93-96．
[4]邱楠海，张乾良，姚积坤．10kV消弧线圈改小电阻风险控制措施研究[J]．科技经济导刊，2018，26（36）：48-49．
[5]张健，马伟，朱亚奇等．10kV配网中性点小电阻接地系统的研究与设计[J]．电力系统保护与控制，2019，47（14）：109-115．
论文作者:陈晓彤
论文发表刊物:《中国电业》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/29
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