摘要：变电站是电力系统中的最为重要的组成系统，变电站的安全运行与电力系统接地具有一定的关联性，在现代高科技电力系统设备不断推出的同时，变电站的各式各样的用电指标变得越来越高。本文就电力系统中变电站的接地故障的判断及处理进行了简要探讨，以供参考。
关键词：电力系统；接地故障；判断；处理
1电力系统接地的分类
电力系统的接地是指提供和接受大量电荷并可用来作为稳定良好的基准电位或参考电位的物体，一般指大地。接地共分为功能接地和保护接地两大类，其中功能接地分为电力系统接地和信号电路接地，保护接地分为电气装置的保护接地、检修作业接地、雷电防护接地、防静电接地、阴极保护接地。在变电站中通常110KV以上系统采用中性点直接接地系统，10KV-66KV采用不接地系统,低压系统采用接地系统。本文主要探讨变电站中的系统故障接地问题。
2 电力系统中变电站常见的接地故障
2.1单点金属性接地故障
在中性点直接接地系统中，由于金属性的单点接地会造成相保阻抗大大降低，就容易出现较为明显的接地故障，出现很大的短路电流，直接引发继电保护装置动作，对电力系统造成严重后果。在中性点非直接接地系统中，由于相保不能形成直接回路，所以不会导致出现相保阻抗降低的现象，在这一故障下，电网非故障相的对地电压将升至 倍但仍对称,不影响对用电户的供电，故不必立即分断故障电路(规程规定可以继续运行1～2 h)，有利于提高供电的可靠性。同时继电保护装置会出现报警信号，这种类型的接地故障并不会对电力系统的正常运行造成影响，然而，如果这种接地故障长时间地没有得到处理就特别容易引发两点接地故障的问题。
2.2多点接地故障
在电力系统中，发生单点接地后如果不能及时排除故障，故障会演变成多点接地，会造成不同相之间通过接地点变成两相短路，出现较为明显的接地故障，出现很大的短路电流，直接引发继电保护装置运作。为防止出现这种类型的接地故障，就需要有关的检修人员进行一个全面的检修，一个一个地检查供电回路，及时切除接地故障回路。如此，才能有效地控制发生接地故障时的事故扩大。
2.3非线性接地故障
在电力系统的的实际运行过程中，接地故障不一定全是金属性接地，还有一类接地故障是不稳定的间歇性弧光接地，如绝缘薄弱部位的对地放电。那么，系统内部有一个过电压的状态，此过电压大大超过电气设备的最高耐受电压，造成电气设备的绝缘击穿，引发更大的事故。因此，变电站内的电力系统均要配备过电压防护措施，使其出现故障时的过电位数值满足国家的有关标准。
3 电力系统中变电站接地故障的判断方法
3.1母线电桥法
作为比较常用的一种检测方式，母线电桥法是在母线中加入一定的电阻以维持电桥良好的平衡状态。一般情况下，电桥都会保持一种平衡的状态，因此，如果发生接地故障，就会影响电桥的平衡状态，而且继电器中也会出现相应的电流值。因此，必须确定一个电极方向。这种检测方式的优点就是使用比较方便，还能够节省一定的资金，因此，母线电桥法成为通用的检测方法。
3.2拉路法
如果电气系统在存在接地故障的状况下，采取拉路法的话，即用非常短的时间断开这些电源，从而来对可能存在故障的回路进行检查。然而，如果要整个电力系统中开展相关的工作，那么就非常容易导致出现停电的状况。此时，就需要采用拉路法来排查接地故障。拉路法实际上是针对接地的母线与大地之间铺设超低频的信号，引导电流本身顺着接地点电流的方向运动。在这种状况下，一旦失去了电流，那么就容易导致大地的电阻增加，从而诱发事故。
3.3信号注入法
只有使用钳形电流设备才能对低频信号进行更好的检测，才能更好地排查接地点的故障。而在电力系统的运行过程中，发生停电的情况是比较困难的，因此，不提倡采取这种方式。但如果是直流接地，就可以避免出现这种状况，也就是说，在接地的母线与大地之间设置一个超低频的信号，而且要求电流的方向必须和接地点的电流方向保持一致。因此，一旦电流消失或者大地电阻变大，就必须明确电流运动的方向。
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4 电力系统中变电站接地故障的应对策略
4.1建立适当的安全管理措施
如果要从根本上控制接地故障，维护生产的安全性，就必须建立一套有针对性性的安全性较高的管理措施。首先，必须加强对人员的管理，对电力系统的设备维护人员进行有针对性的岗前培训，加强设备维护人员的安全管理意识，提高设备维护人员的业务水平，明确并规范每个员工的行为与职责。同时，对电力系统的相关设备进行定期的检查和维护，及时维修有问题的设备，并且将存在问题的电力设备登记在册，同时上报，制定有效的应急方案，从而达到及时地排查接地故障的目的。
4.2主变保护配置优化方案
变压器的间隙保护与差动保护采用的都是预装安装的方式，都是将保护直接安装在变压器上，在一次设备厂家完成相关的调试和接线，而非电量的保护装置则是直接安装在本体侧，如此，不仅能够节省大量电缆，还能够大幅度地提高现场的工作效率，减少现场工作的负担。而变压器的后备保护则是采用分布式的保护，按照电压等级来布置子单元的后备保护，直接采样，就地测量，就地控制，高、中、低后备保护分别安装在高、中、低断路器侧。
因为主变保护的就地安装，所以其高后备、中后备、低后备以及差动保护保持了与传统保护一直的功能与接线，只是在高后备复压方向的过流保护中的复合电压逻辑判别是利用GOOSE来接收来自中低侧的电压逻辑的节点信息。主变三侧CT同时接入就地合并单元MU，通过SV报文传送至过程层交换机。
4.3接地故障的解决措施
当电力系统绝缘受潮时，就容易产生瞬间的接地故障。此时，故障处理人员就可以利用直接复位的方式来控制接地故障。而如果接地故障是由于电压互感导致的，就只需要将它们之间的连接切断就可以马上终止故障导致的影响。如果电力系统的直供用户发生接地故障，就需要排查到故障点以后，并及时与直供用户进行联系，同时将故障点切断，以便找出出现接地故障的原因，从而能够采取有效的措施加以控制。
4.4故障录波配置优化方案
故障录波装置属于间隔层设备，应当安装在主控室中，并且与过程层和站控层的交换机相连接。故障录波装置不仅接收来自过程层交换机的SV报文（包括全站各个间隔的电流和电压），还接收来自站控层交换机的GOOSE报文（包括全站各个间隔的保护动作信息和位置信息）。
4.5母线保护配置优化方案
变电站的母线保护装置能够实现母联过流保护、母线差动保护、母联死去（或母联失灵）、复压电压闭锁保护、接地以及断路器失灵保护出口等多种功能。母线保护装置一般都是就地安装在母线保护的控制柜中，利用电缆直接接收各个连接单元PT以及CT的采样信息，其跳闸控制的出口采用无源接点来进行输出，直接接入间隔跳闸的回路跳闸中，再通过GOOSE传输断路器位置、启动失灵保护信息和一次刀闸位置。
4.6相关的注意事项
首先，必须检查接地故障是否是由电力设备和线路受潮、进水、金属生锈等环境因素导致的。接着，必须注意在采取拉路法的过程中，在瞬断电源之前，需要得到相关部门的同意，并且整个过程的动作必须快，中间的时间最好不要超过3s，而在观察接地现象时，必须根据光字牌、综合信号、监察表等各种情况作出相关的判断。除此之外，必须注意千万不要在负荷高峰期进行接地故障的排查，避免由人为因素导致的多点接地或者短路。
结语
一旦电力系统出现接地故障，所有的检修人员首先就应该找到故障出现的原因，从而找出解决故障的有效措施。也就说，首先应该查明接地故障的主要类型以及发生原因，在采取有效的检测方法来对故障进行维修。但是接地故障的处理方法必须在了解故障类型和原因的基础上才能做出正确的处理，除此之外，还应该建立适当的电力安全运行制度。总之，必须采取正确有效的处理方法以及管理手段，才能有效地解决电力系统的接地故障。
参考文献
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论文作者:徐斌
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/10
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