小电流接地系统单相接地故障处理.doc

行业资料：_小电流接地系统单相接地故障处理单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 11 页小电流接地系统单相接地故障处理小电流接地系统发生单相接地故障时，由于线电压的大小和相位不变（仍对称），而且系统的绝缘又是按线电压设计的，因此允许短时间运行而不立即切除故障，带接地故障运行时间，一般10kV、35kV线路允许接地运行不超过2h，这主要是受电压互感器和消弧线圈带接地允许运行时间的限制。1接地故障的判断电压互感器一相高压保险熔断，报出接地信号。区分依据：接地故障时，故障相对地电压降低，非故障相对地电压升高，线电压不变，而电压互感器一相高压保险熔断时，对地电压一相降低，另两相电压不变，线电压指示则会降低。用变压器对空载母线合闸充电时，断路器三相合闸不同期，三相对地电容不平衡，使中性点发生位移，三相电压不对称，报出接地信号。区分依据：这种情况在操作时发生，只要检查母线及连接设备无异常，即可判定。投入一条线路或投入一台所用变，接地信号即可消失。系统中三相参数不对称，消弧线圈的补偿度调整不当，在倒运行方式操作时，报出接地信号。区分依据：这种情况多发生在系统中有倒运行方式操作时。经汇报调度，在相互取得联系时，可以了解到。可先恢复原运行方式，将消弧线圈停电调整分接头，然后投入，再进行倒运行方式操作。在合空载母线时，可能发生铁磁谐振过电压，报出接地信号。区分依据：电压表有一相、两相、三相指示会超过线电压或以低频摆动，表针会打到头。可分为基波谐振、高频谐振、分频谐振三种。2单相接地故障的查找处理方法2.1判明故障性质和相别根据接地故障的判断所述依据，首先判明故障性质和相别，待确定为接地故障后，采取措施，进行查找处理。2.2分网运行缩小范围分网运行包括系统分网运行和变电站内分网运行，系统的分网应在调度统一指挥下进行，并考虑各部分之间功率平衡、继电保护的相互配合、消弧线圈的补偿度是否适当。对于变电站，分网就是将母线分段运行，缩小范围，找出仍有接地信号的一段母线。2.3检查站内设备确定故障范围后，应对故障范围以内的站内一次设备进行全面的外部巡视检查。主要检查设备瓷质部分有无损坏、放电闪络，设备上有无落物、小动物及外力破坏现象，各引线有无断线接地，检查互感器、避雷器、电缆头等有无击穿损坏等。2.4检查站内设备故障处理故障点可以用断路器隔离。检查发现电流互感器、出线穿墙套管、出线避雷器、电缆头、耦合电容器、线路侧隔离开关等断路器外侧的设备有故障。应汇报调度，转移负荷后，断开断路器隔离故障。拉开故障设备的两侧隔离开关，汇报上级有关领导，做好安全措施，等待修试人员检修故障设备。故障点只能用隔离开关隔离。此时绝对不能用隔离开关拉开接地故障和线路负荷电流。应汇报调度，根据本站一次系统主接线及运行方式，利用倒运行方式将故障点隔离。对不能倒运行方式的，可用人工接地法转移故障点，再用断路器断开故障点。故障点在母线上。检查发现隔离点在母线上，无法隔离，应将隔离母线停电检修，双母线接线的，可将全部负荷倒至另一条母线上供电，其它情况，应先将用户负荷转移，再进行停运母线。2.5检查站内设备未发现异常汇报调度，利用瞬停的方法查出故障线路，确定带接地故障的线路。以上是对有人值班变电站发生小电流接地系统单相接地故障的处理，随着电力系统自动化水平不断提高，远动技术快速发展，以及电气设备更新换代，越来越多的变电站实行无人值守。石嘴山供电局除了四座220kV变电站外，其余所有110kV及以下电压变电站均实行无人值守。对于无人值守变电站，当发生小电流接地系统单相接地故障时，根据调度工作站语音报出的远动告警信息和远动机所显示遥测值的变化，做出准确的判断。查找处理的方法在具体处理过程中与有人值班变电站的处理方法有许多不同之处。主要区别在判明故障的性质、相别后，通过远动遥控操作，在分网运行缩小故障范围的基础上，利用“瞬停法”查找出接地故障的线路。发生单相接地故障时，通过调度工作站远动告警信号和远动机所显示电压值，记录接地的时间和相别，以及远动机所显示电压遥测值，待接地故障持续5min后不消失，根据运行方式、天气状况、系统操作、远动告警信号、远动机所显示电压遥测值，以及远动、通信、保护等班组当天工作情况，做出判断，进行查找处理。判明故障的性质、相别。分网运行缩小范围。利用“瞬停法”查找出有接地故障的线路。对在接地故障母线上供电的重要负荷，在运用远控拉路选线时，应先通知各供电分局值班人员和重要用户。3查找处理过程中的特殊情况遇有其它断路器跳闸可强送一次。消弧线圈有故障，应先投入备用变压器，将变压器停运后，拉开消弧线圈隔离开关（将变压器重新投入运行），或先切除故障线路，再拉开消弧线圈隔离开关。严禁在有接地故障时，拉合消弧线圈隔离开关。当某一出线跳闸，同时出现接地信号，一般是由于两条出线不同相接地，但只有一回出线断路器跳闸，而另一回出线仍然接地的缘故。此时，发生故障线路不再强送，按照接地选线序位表，寻找接地线路。系统发生接地故障时，同时有两条出线断路器跳闸，跳闸后，接地现象消失，一般判断为两条出线异相接地短路，应轮流强送断路器，鉴别永久性接地点，将非接地线路投入运行。如果两点永久性接地，可强送较重要的线路。如两条线路都很重要，可倒至不同母线上，将母线分段运行。4查找处理单相接地故障时的注意事项有重合闸装置的断路器，拉路寻找时，应利用重合闸装置进行选线。有人值班变电站和无人值班变电站，在拉路选线时，均应至少两人进行操作。系统接地时，检查站内设备，应穿绝缘靴，接触设备外壳、构架及操作，应戴绝缘手套。发现明显接地时，室内不得接近故障点4m以内，室外不得接近故障点8m以内。随时监视远动装置，保证“四遥”正确性和完好性，即遥测、遥信、遥控、遥调。发生接地故障，如远动装置异常，应立即通知操作队值班员到达现场。无人值班变电站所有运行设备的“就地/远控”开关应切至“远控”位置。有“瞬停法”查故障线路，无论线路上有无故障，均应立即合上。小电流接地系统，发生单相接地故障，在处理过程中，一定要及时发现（尤其无人值班变电站），判断准确，处理果断。防止发生另一相接地，或不同线路不同相接地，形成相间接地短路，造成出线断路器或母线断路器跳闸的事故，确保系统的安全稳定运行。第 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页小电流接地系统单相接地故障检测技术1引言电力系统的接地处理方式主要有直接接地，电抗接地，低阻接地，高阻接地，谐振接地(又称消弧线圈接地)和不接地。前三种称为大电流接地系统，后三种称为小电流接地系统。我国366kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统，该系统最大的优点是发生单相接地故障时，并不破坏系统电压的对称性，且故障电流值较小，不影响对用户的连续供电，系统可运行12h。但长期运行，由于非故障的两相对地电压升高1.732倍，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电。同时，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。因此，当发生单相接地故障时，必须及时找到故障线路予以切除。2目前的检测方法及存在的问题(1)绝缘监察装置利用接于公用母线的三相五柱式电压互感器，其一次线圈均接成星形，附加二次线圈接成开口三角形。接成星形的二次线圈供给绝缘监察用的电压表、保护及测量仪表。接成开口三角形的二次线圈供给绝缘监察继电器。系统正常时，三相电压正常，三相电压之和为零，开口三角形的二次线圈电压为零，绝缘监察继电器不动作。当发生单相接地故障时，开口三角形的二次端出现零序电压，电压继电器动作，发出系统接地故障的预告信号。这是以前常规变电所使用最多、应用最广泛的绝缘监察装置，其优点是投资小，接线简单、操作及维护方便。其缺点是只发出系统接地的无选择预告信号，不能准确判断发生接地的故障线路，运行人员需要通过推拉分割电网的试验方法才能进一步判定故障线路，影响了非故障线路的连续供电，不能满足日益发展的城乡经济对供电可靠性的要求。基于上述原因，我国从50年代末就开始研制小电流接地自动选线装置，提出了多种选线方法，并开发出了相应的各种装置。(2)各种选线原理分析：稳态分量法。稳态分量法又分为零序电流比幅法，零序电流相对相位法，以及群体比幅比相法。零序电流比幅法利用的是流过故障元件的零序电流在数值上等于所有非故障元件的对地电容电流之和，即故障线路上的零序电流最大，所以只要通过比较零序电流幅值大小就可以找出故障线路。但这种方法不能排除TA不平衡的影响，受线路长短、系统运行方式及过渡电阻大小的影响，且系统中可能存在某条线路的电容电流大于其它所有线路电容电流之和的情况，装置易发生误动，不适用于经消弧线圈接地的系统。零序电流相对相位法是利用故障线路零序电流与非故障线路零序电流流动方向相反的特点，分别从线路流向母线或由母线流向线路，就可以找出故障线路。但这种方法在线路较短，零序电压、零序电流值较小时，相位判断困难，不能适用于谐振接地时完全补偿、过补偿运行方式。群体比幅比相法是综合利用零序电流比幅法和零序电流相对相位法，先进行零序电流比较，选出几个较大的作为侯选，然后在此基础上进行相位比较，选出方向与其它不同的，即为故障线路。该方法在一定程度上解决了前两种方法存在的问题，但同样不能排除TA不平衡及过渡电阻大小的影响，以及相位判断的死区，仍不适用于经消弧线圈接地的小电流系统。谐波分量法。谐波分量法分为5次谐波大小和方向，各次谐波平方和等方法。5次谐波大小和方向法，当单相接地故障时，由于故障点、线路设备的非线性影响，在故障电流中存在着谐波信号，其中以5次谐波为主。经消弧线圈接地系统的消弧线圈是按照基波计算的，消弧线圈相当于处于开路状态。可忽略消弧线圈对5次谐波产生的补偿效果。再利用5次谐波电容电流的群体比幅比相法，就可以解决经消弧线圈接地系统的选线问题。但故障电流中5次谐波含量较小(小于故障电流10%)，且受TA不平衡电流和过渡电阻的影响，选线的准确度也不是很稳定。各次谐波平方和方法是将3、5、7等谐波分量求和，再根据谐波理论进行选线。虽然能在一定程度上克服单次谐波信号小的缺点，但不能从根本上解决问题。利用接地故障暂态过程的选线法(即暂态分量法)。暂态分量法可分为首半波法和基于小波分析法。首半波法是基于接地发生在相电压接近最大瞬间这一假设，此时故障相电容电荷通过故障相线路向故障点放电，故障线路分布电容和分布电感具有衰减特性，该电流不经过消弧线圈，所以暂态电感电流的最大值相应于接地故障发生在相电压经过零瞬间，而故障发生在相电压接近于最大值瞬间时，暂态电感电流为零。此时的暂态电容电流比电感电流大得多。利用故障线路暂态零序电流和电压首半波的幅值和方向均与正常情况不同的特点，即可实现选线。但这种方法存在前提条件是故障需发生在相电压接近最大值瞬间，不利于在具体工程中实施。基于小波分析法是利用小波分析可对信号进行精确分析，特别是对暂态突变信号和微弱信号的变化比较敏感，能可靠地提取出故障特征。小波变换是把一个信号分析成不同尺度和位置的小波之和，利用合适的小波和小波基对暂态零序电流的特征分量进行小波变换后，易看出故障线路上暂态零序电流特征分量的幅值包络线高于非故障线路，且其特征分量的相位也与非故障线路相反，这样就构造出利用暂态信号进行接地选线的判据。但电力系统的实际运行是复杂多变的，需综合分析母线零序电压和各出线零序电流的小波变换参数，才有助于对故障线路的准确选线判断。接地选线和消弧线圈自动补偿一体化的选线方法。为降低单相接地电容电流过大造成的各种危害，在配电网的中性点装设消弧线圈，消弧线圈的电感电流补偿了单相接地电容电流，却使以群体比幅比相法的接地选线装置丧失了选线作用。近几年，虽然有针对中性点消弧线圈接地而发展的选线装置，但由于采集单相接地信号很困难，在实用中误判率较高。采用微机控制和动态改变接地电感，可解决补偿和选线的矛盾。在系统发生单相接地时，微机控制器先根据检测到的零序电压和零序电流的大小及方向，确认为单相接地时，使消弧线圈感抗很大远离全补偿，感性电流很小，对单相接地电容电流影响很小，对选线没有影响，待装置确认了单相接地故障线路并记忆保存后，装置再进行自动补偿，使脱谐度不超过5%。第 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