摘要：本文阐述了35kV及以下系统两种中性点接地方式的原理及优缺点，通过分析35kV中性点不接地系统、四总降改造后的35kV不接地系统及新区分公司10kV经小电阻接地系统的运行状况及发生过的典型事故，比较了两种接地方式在昆钢供电系统中的优缺点，为今后对各种系统的电力调度工作提供一点经验。
关键词：中性点接地方式；不接地系统；小电阻接地系统；事故处理
一、引言
昆钢本部35kV及以下供电系统电压等级较多，因各变电站建设时期、装备技术水平及运行需要的差异，本部供电系统各变电站35kV和6kV系统都采用中性点不接地运行方式，改造后的四总降35kV系统加装了消弧装置，昆钢新区10kV系统采用中性点经小电阻接地方式。作为同时从事本部和新区两个供电系统调度管理的的电调室，要求每一名调度员，必须掌握各种电压等级系统接地方式的原理、运行状况及特点，才能更好地掌握各种系统正常时的操作方法和故障时的事故处理办法。
二、中性点不接地系统分析
1、昆钢本部6kV和35kV供电系统中性点的特点
昆钢本部各变电站基本建设于10年前，6kV和35kV系统出线少，架空线路多，系统电容电流较小，故都采用了中性点不接地的运行方式。在这种方式下，发生单相接地故障时，线电压仍然保持对称性，对用户影响不大；其次，35kV出线架空线路多，容易因树木等原因发生一些瞬时性的接地故障，但很快又能够自行消失，故规程规定“不接地系统发生单相接地时，仍可以带电运行2小时”，从而提高了供电可靠性，并为查找、处理故障提供了时间。多年实践经验证明，此运行方式对提高供电可靠性，减少停电事故非常有效。但随着25MW和18MW发电机组电缆并入四总降35kV系统运行，特别是三炼钢3台精炼炉接入四总降35kV系统运行后，因其出线电缆质量问题多次发生绝缘击穿接地事故，系统接地后因弧光过电压导致25MW发电机组和18MW发电机组电缆和电压互感器多次发生绝缘击穿的次生事故。2010年前四总降多次发生35kV系统发生单相接地故障时电缆着火事故。如：2009年11月10日，15：43四总降反映35kVⅡ段单相接地，A相电压为0，B相和C相电压为37kV，在查找接地故障过程中，16：35四总降35kVⅠ段又发生单相接地，A相和B相电压为36kV，C相电压为0，16：37三总降供炼钢3#LF炉363#断路器速断保护动作跳闸。分析事故原因为：四总降供18MW发电机组360#电缆在热电车间门口处A相电缆绝缘击穿接地后，造成四总降35kVⅡ段发生单相接地故障，弧光过电压引起电缆中间头击穿着火，火势蔓延引燃了同一桥架上359＃电缆，造成四总降35kVⅠ段C相又发生单相接地故障，同时在35kVⅠ回线上的363#电缆因过电压在炼钢厂房顶上两相电缆绝缘击穿短路跳闸。
为减轻弧光过电压的危害，可对不接地系统进行改进，四总降35kV系统于2010年8月加装了消弧柜，其原理是系统发生单相接地时，控制装置自动判断出接地相，然后使柜内接触器动作将故障相直接接地，即将故障相变为金属性接地，从而消除线路故障点上的弧光。四总降35kV系统加装消弧柜后，较好的解决了该系统发生接地故障后电缆起火影响生产的严重事故，进一步提高了设备运行的可靠性。
2.四总降35kV加装消弧装置后，查找接地故障案例分析
2013年3月17日，四总降35kV I段发生接地故障（当时四总降运行2#和3#主变）。17：48四总降反映35kV I段接地，电压情况为：UA=0，UB=37kV、UC=37kV，线电压不变，同时397#消弧柜A相动作，A相接地电流为10A。三总降、高线变均反映35kVⅠ段母线发生单相接地故障。电调室值班员分别通知三总降断开供3#精炼炉的363#开关、高线变断开供1#精炼炉357#开关后，四总降消弧装置397#开关均不能复位，说明接地故障仍存在。通知四总降投1#备用变压器，将25MW发电机（359#线路）转由35kV III-1段供电，四总降397#开关复位成功，35kV I段接地消除，接地故障转移至35kV III-1段，通知25MW发电机解列后，四总降断开359#线路，19：44接地消除。经查故障原因为25MW发电机电缆在热电车间围墙边电缆A相绝缘击穿引起系统接地故障，因397#消弧装置成功动作，未发生过电压造成次生事故。
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3.小结
四总降于2010年8月35kV系统加装消弧装置后，系统发生单相接地故障时，消弧装置能有效动作，确保故障相可靠地形成金属性接地，避免了接地故障造成的弧光过电压造成电缆着火等次生事故发生。但存在以下不足：1、增加了调度和运行人员事故处理的难度，35kV系统发生单相接地故障后，事故处理方法与原来有了本质的不同，即系统发生一点接地故障后，消弧装置动作形成第二个接地点，在采取拉路法每次断开某条出线后，必须通知四总降值班员对消弧装置进行手动复位，依据复位成功与否及值班人员对消弧装置实际接地情况的准确判断决定下一步的事故处理方案。通过对调度员和运行人员的反复培训，6年来共处理了四总降35kV系统十几次接地故障，未发生过操作和调度失误事故；2、四总降值班室内无消弧装置分、合位置指示，一旦消弧柜内保险熔断等原因造成数码消弧控制器无法显示真空接触器分、合指示时，难以判断真空接触器是否在合闸位置，造成无法判断接地故障是系统本身故障还是消弧柜真空接触器合闸后形成的接地故障，延误了事故处理时间；针对此问题，2011年初，供电车间已在四总降值班室增加了消弧装置真空接触器分、合位置指示，使值班人员在系统接地后尽快掌握真空接触器动作情况，有效提高了判断事故性质的准确性。
三、中性点经小电阻接地系统分析
中性点经小电阻接地系统是将系统的中性点经一个小电阻接地，提供零序电流的通道，在这种系统中，当发生单相接地故障时，短时间内会通过较大的零序电流，从而使零序保护动作并在短时间内切除故障线路。
35kV及以下出线较多的供电系统中，系统电容电流较大，通常超过50 A，因此接地点弧光不能自行熄灭，会产生较高的弧光过电压，如果不能迅速隔离故障点，则过电压可能击穿系统设备的绝缘，扩大事故影响。故在这种系统中，一般要求当系统发生单相接地后应立即切除故障线路，采用小电阻接地有利于继电保护装置可靠迅速地检测并切除故障线路，新区分公司10kV系统即采用中性点经小电阻接地运行方式。
1.新区分公司10kV系统的特点
昆钢新区分公司有220kV昆钢新区变电站、110kV炼钢变电站、110kV铁前变电站3个总降压站，各站的10kV出线较多，且全部采用电缆，系统容性电流较大，电缆出现瞬间接地故障的机率较小，针对此情况及考虑二期的系统扩容，新区10kV供电系统设计为中性点经小电阻接地的运行方式。由于新区主变10kV侧为△型接线，无中性点可引出，故采用接地变兼站用变压器（以下简称接地变）引出中性点用于接小电阻。
2.典型事故案例分析
2013年4月7日12：55，新区铁前变供烧结主控楼023#开关零序保护动作跳闸，经查故障原因为烧结1#主抽风机电机C相接地。自新区供电系统2011年8月投运以来，10kV系统发生单相接地故障时，零序保护能可靠动作识别出故障线路，极大减轻了调度和运行人员事故处理的工作量，降低了误调度和误操作风险。
3.小结
典型事故案例中，由于小电阻接地系统在发生单相接地时，中性点产生零序电压，加在小电阻上，产生零序电流，促使零序保护动作断开故障线路断路器。由于电阻值较小（约20欧），零序电流较大，使得零序电流保护的准确性、可靠性、选择性大大提升，误动的概率较低。因保护可靠性较高，断路器事故跳闸后，应当认真检查，找出故障点，才能考虑送电。
对电调而言，故障线路切除后，需要尽快恢复失电站点的供电。由于下级开关站无零序保护，发生单相接地故障时，由总降压站的保护动作切除故障线路，对于双回路供电的用户下级站点对应的某段母线将失电。故恢复供电时，需要注意下列事项：（1）未查明原因前，线路不宜送电，因为接地点的弧光可能引发三相短路事故；（2）未找到故障点前，不宜利用下级站点的母联开关恢复供电。因为母联开关合上后，可能将故障点引入另一回线路，导致总降压站的另一回线路零序保护动作跳闸，造成开关站全站失电。
四、结束语
通过以上分析，可以看出昆钢35kV及以下供电系统应用最广泛的两种中性点接地系统的特点，深入了解这两种系统，有助于电力调度人员熟悉、掌握昆钢众多的35kV及以下变（配）电站的运行模式和事故故障处理流程，做到调令准确、及时，确保昆钢供电系统的安全、高效运行。
参考文献：
[1]《工厂供配电技术》 化学工业出版社 张静
[2]通用型消弧消谐装置YTX说明书
[3]戴克铭.配电系统中性点接地方式探讨［J］.电力安全技术，2001，（1）.
论文作者:赵树权,娄攀
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：故障论文; 系统论文; 单相论文; 过电压论文; 发生论文; 供电系统论文; 电缆论文; 《电力设备》2017年第7期论文;