10kV系统单相接地故障分析及处理

10kV系统单相接地故障分析及处理

10kV系统单相接地故障分析及处理 篇1

摘 要：随着社会经济的快速发展，其中10kV系统经常发生单相接地问题，影响电力系统正常运行。电力企业得到了很大进步，文章通过分析10kV系统发生单相接地故障原因及危害，总结出10kV系统单相接地故障时的处理方法及其注意事项。

关键词：单相接地故障；危害；处理；注意事项概述

电力系统在进行分类时常分大电流接地系统和小电流接地系统。采用小电流接地系统有一大优点就是系统某处发生单相接地时，虽会造成该接地相对地电压降低，其他两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可继续运行1～2小时。10KV系统无论是在供电系统还是配电系统中都应用的比较广泛，故10KV系统是否可靠安全运行直接影响到整个电力系统能否正常运行。然而10kV系统在恶劣天气条件下发生单相接地故障的机率却很大。10kV系统若在发生单相接地故障后未得到妥善处理让电网长时间运行的话，将会致使非故障相中的设备绝缘遭受损坏，使其寿命缩短，进一步发展为事故的可能得到提高，严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。因此，工作人员一定要熟知10kV系统发生接地故障的处理方法，一旦10kV系统发生单相接地故障必须及时准确地找到故障线路予以切除，以确保电力系统稳定安全运行。10kV系统发生单相接地故障的原因及危害

导致10kV系统发生单相接地故障的原因有很多，大致可以分为以下五类主要原因：

（1）设备绝缘出现问题，发生击穿接地。例如：配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地、绝缘子击穿、线路上的分支熔断器绝缘击穿等。

（2）天气恶劣等自然灾害所致。例如：线路落雷、导线因风力过大，树木短接或建筑物距离过近等。

（3）输电线断线致使发生单相接地故障。例如：导线断线落地或搭在横担上、配电变压器高压引下线断线等。

（4）飞禽等外力致使发生单相接地故障。例如：鸟害、飘浮物（如塑料布、树枝等。

（5）人为操作失误致使发生单相接地故障等。

10kV系统的馈线上发生单相接地故障的危害除了使非故障两相电压升高以及可能产生的几倍于正常电压的谐振过电压引起绝缘受损危及到变电设备外，变电站10kV母线上的电压互感器也将检测到零序电流，在开口三角形上产生零序电压，电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如果未能够得到及时的处理，将烧毁电压互感器，造成设备损坏、破坏区域电网的稳定，引发大面积停电事故。10kV系统单相接地故障的处理

由于采用接地变的变电站，在发生接地故障后，馈线保护可以通过零序保护跳开开关，无需进行处理。所以这里主要讲的是对于采用消弧线圈的变电站所采用的处理方法。当发生单相接地故障后，运行人员可按以下步骤进行故障处理：

当10kV系统发生单相接地后，值班员应马上检查10kV接地选线装置是否动作，10kV线路保护是否动作，在把记录做好的同时，应该报告当值调度和有关负责人员，并按当值调度员的命令寻找接地故障。在查找接地故障时，应先详细检查变电站内电气设备有无明显的故障迹象（如绝缘是否有击穿的痕迹等）。在发生接地故障的10kV系统中，若未通过查看故障痕迹来发现故障点，就需进行各线路接地故障的排查，可采用断开某条线路断路器来查看接地故障现象是否消失，从而来判断该条线路是否为故障线路的方法来确定故障线路，当确定该线路是故障线路时，要立即汇报当值调度员处理，同时要对站内的设备进行一次全面检查。若逐条线路依次进行排查后仍未找到故障线路而接地故障仍然存在时，运行值班人员可考虑是两条或多条线路同时发生了接地故障或10kV母线设备发生了接地故障，然后进行针对性的故障查找。另外，若10kV电压互感器高压侧熔断器熔断时，用于更替的熔断器除必须具有良好的灭弧性能和较大的断流能力外还需具有限制短路电流的作用，切记不得用普通熔断器来代替。在10KV系统中处理单相接地故障时的注意事项

（1）10KV系统带接地故障运行时间一般在规程中规定不得超过2小时。

（2）10KV系统带接地故障运行时，为了防止因接地故障时电压升高使电压互感器发热、绝缘损坏和高压熔断器熔断等情况发生，需加强对电压互感器的监视。

（3）在10KV系统中寻找单相接地故障时，若有关人员汇报某条线路上有故障迹象时，可先拉这条线路。若未发现故障迹象，为了减少停电的范围和负面影响，应先操作有其他电源的线路，再试拉线路长、分支多、历次故障多和负荷轻以及用电性质次要的线路，然后试拉线路短、负荷重、分支少、用电性质重要的线路，双电源用户可先倒换电源再试拉，专用线路应先行通知或转移负荷后再试拉。

（4）在10KV系统中处理接地故障时，禁止停用消弧线圈。若消弧线圈升温超过规定时，可在接地相上先做人工接地，消除接地点后再停用消弧线圈。

（5）做好详细故障记录，以便为下次出现接地故障提供参考。

参考文献

10kV系统单相接地故障分析及处理 篇2

关键词：互感器烧毁,原因,对策

在中性点不接地系统中, 当系统发生单相接地故障时, 系统仍可在故障状态下继续运行一段时间, 有供电连续性高的优点。但不接地系统发生单相接地故障后, 非故障相会产生较高的过电压, 影响系统设备的绝缘性能和使用寿命, 后果是更频繁地出现故障。

1 互感器的作用和原理

为了保证电力系统安全经济运行, 需要通过继电保护及测量仪表对系统的主要运行参数进行监测。继电器和测量仪表都不能直接接入高电压、大电流的系统中, 必须通过互感器把交流高电压、大电流变换成低电压、小电流。互感器按原理分为电磁感应式和电容分压式两类。电磁感应式电压互感器其工作原理与变压器相同, 等值电路与变压器的等值电路也相同, 基本结构也是由铁心和一、二次绕组组成。特点是容量很小且比较恒定, 正常运行时接近于空载状态。由于电压互感器本身的阻抗很小, 因此一、二次绕组发生短路, 电流将急剧增长而烧毁线圈。为此, 电压互感器的一次绕组接有熔断器, 二次绕组可靠接地, 以免一、二次绕组绝缘损毁时, 二次侧出现对地高电位而造成人身和设备事故。对于测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构, 其一次绕组电压为被测电压, 可以单相使用, 也可以用两台接成V-V形作三相使用。

电压互感器工作原理与变压器相似, 但是容量和体积比变压器小得多, 同样是按电磁感应原理将一次高电压按一定的比例变成低电压, 在系统中起计量、监测、保护等作用。电磁式电压互感器是电力系统不可缺少的重要设备之一, 是一次系统和二次系统之间的联络元件。

2 电压互感器的结构和接线方法

电压互感器的结构有普通结构的油浸式、干式、电子式、浇注绝缘式、充气式、串级式和电容分压式等多种。

目前, 我地区10KV系统内所用的电压互感器多为浇注绝缘电磁式电压互感器, 按接线方法和作用可分为一次V形接线和Y形接线两种互感器组。V形接线由两台单相10KV互感器组成, Y形接线由三台单相互感器组成。V形接线常用于电量计量, 而Y形接线常用于保护及监测, 两种一次接线方式如图1、图2所示。

3 互感器烧毁原因分析

当10KV系统发生单相接地故障时, V形接线的互感器多不会损坏, 而Y形接线的互感器往往时间不长就出现损坏。有一次我地区10KV供电系统发生单相接地故障, 电网中十几台10KV互感器烧坏, 均为Y形接线, 而V形接线的互感器完好无损。为什么造成这一问题?而此时电网中运行的变压器均多为Y形接线, 为什么它们不会损坏呢?电磁式电压互感器与变压器相比有哪些不同, 电磁式电压互感器的过电压能力应比变压器的过电压能力还要强, 变压器的过电压能力比电磁式电压互感器的过电压能力弱, 发生接地故障后, 为什么不会损坏, 原因是变压器的中性点没有接地。当10KV供电系统发生单相接地故障时, 对于V形接线的互感器组来说, Vab、Vbc、Vac均为系统电源线电压, 对于Y形接线的互感器组来说, Vao、Vbo、Vco在系统正常运行时是系统电源相电压。当有一相接地时, 设为A相接地, 中点将向A点漂移, 漂移程度取决于接地点电阻及线路参数, 最严重时AO电压为0V。此时BO、CO将升高到电源线电压。在此情况下, 变压器运行规程规定, 当发生单相接地故障时, 变压器允许运行时间为2小时, 这是考虑到保证供电可靠性, 此时电压互感器在过电压下运行, 过电压最大数值为倍。在此情况下, 对于Y型接线的变压器来说, 由于中性点没有接地, 只是线路故障相变成接地, 中性点电压升高, Vab、Vbc、Vac均为系统电源线电压, 没有过电压, 因此变压器不会损坏。而Y型接线的互感器则不然, 在这样高的过电压下, 如果过电压能力不强, 承受不了这样高的过电压就会造成损坏, 因此10KV电磁式电压互感器在系统发生单相接地故障时出现损坏就是由过电压造成的。

4 防止互感器烧毁的对策

为了保证电磁式电压互感器在系统发生单相接地故障时能够可靠运行, 我们可以像变压器一样采用中性点不接地的方法。这样对保护来说, 不可靠, 因为三相电压平衡, 不能正常指示线路接地问题。对互感器来说, 中性点将升为相电压, 对于半绝缘电压互感器来说, 中性点不能承受这样高的电压 (中性点绝缘水平为2KV) 。为了解决这一问题, 可采用中性点经电阻或消谐器接地, 这样一来, 可降低不接地两相过电压水平, 另外合理选用使用励磁特性良好的电压互感器。规程规定在1.9Um/√3电压下, 折算到一次电流应不大于10MA。10KV设备Um为12KV, 此时1.9Um/√3为13.16KV, 过电压倍数为13.16/10/√3=2.28倍, 电压互感器应在2.28倍过电压下运行2小时。所以在试验时应选用特性良好, 过电压能力强的电压互感器, 这样在系统发生单相接地故障时, 才能保证电压互感器不会损坏。

参考文献

[1]电力设备交接和预防性试验规程.

10kV系统单相接地故障分析及处理 篇3

【关键词】10kv线路；单相接地；原因；处理措施

通过10kV配电网的事故分析，我们不难知道，其主要故障集中在单相接地。特别是10kV农网线路，地理环境和线路通道较差，在潮湿、多雨天气容易发生单相接地。单相接地故障会造成非故障电压的升高，长时间接地运行会造成配电设备的损坏，更严重的是可能造成人身事故，是影响配网线路安全。可靠运行重要因素。 造成单相接地的原因有很多，且故障点的查找相对也比较困难，如何减少线路的单相接地故障，提高供电可靠性，一直是配网运行的研究课题。

1.单相接地故障原因

1.1雷害事故

一二期农网工程和村村通电工程的实施后，配变增多，系统覆盖而大，遭受雷击的概率相对增多，不仅直击雷造成危害，而且由于防雷设施不够完善，绝缘水平和耐雷水平较低，地闪、云闪形成的感应过电压也能造成相当大的危害，导致接地故障的发生。

1.2污闪故障

系统中因绝缘子污秽闪络放电，烧伤绝缘子，造成接地故障。

1.3铁磁谐振过电压

随着电网规模的扩大，网络对地电容越来越大，在该网络中的电磁式电压瓦感器和空载变电器的非线性电感相对较大，感抗比容抗大得多，受霄击、倒闸操作等的激发，往往能形成铁磁潴振产生过电压，击穿绝缘薄弱环节造成接地故障。

1.4线路的质量不高及其他原因

①线路的安装质量不高，布局不合理。有的线路没有按规范安装架设，交叉跨越距离不够，有的线路安装前未对绝缘子逐片(个)摇测绝缘和抽样进行交流耐压试验，配變安装的接地电阻达不到要求，配变避雷器安装前未作检测，配变低压侧未安装避雷器(雷击低压线路产生的反击过电压会串人高压侧，从而击穿绝缘薄弱环节造成接地故障)。

②运行维护不当。线路未能定期检修，以至线路存在很大缺陷，带病运行。

③设备绝缘薄弱。在网各中有的设备绝缘水平低下，有些安装工艺不符合要求。

④线路通道树木的影响。 未加强通道维护，未定期裁剪树木，常引起线路接地。

2.l0kV线路单相接地故障的危害

2.1对变配电设备的危害

10kV配电线路发生单相接地故障后， 会在变电站10kV母线上的电压互感器检测到零序电流，在开口三角形上产生零序电压，使电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如长时间运行、将烧毁电压互感器，造成设备损坏、大面积停电事故。单相接地故障发生后，也可能发生几倍于正常相电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘、严重者使变电设备绝缘击穿，造成更大事故。同时，过电压将进一步使线路上的绝缘子绝缘击穿，造成严重的短路事故，并可能烧毁部分配电变压器，使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁，甚至发生电气火灾。

2.2对区域电网的危害

严重的单相接地故障，可能破坏区域电网系统的稳定，造成更大事故。

2.3对人畜的危害

对于导线接地这一类单相接地故障，如果接地配电线路未停运，就可能造成行人和线路巡视人员 (特别是夜间)，触电伤亡事故，也可能造成牲畜触电伤亡事故。

2.4降低供电可靠性，减少供电量

发生单相接地故障后，一方面要进行人工选线，对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电，中断正常供电，另一方面发生单相接地的配电线路将停运。 在查找故障电和消除故障的过程中，不能保障用户正常用电，特别是在庄稼生长期、雷雨和地形复杂以及夜间，不利于查找和消除故障，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠性产生较大的影响。 据不完全统计，由于配电线路发生的单相接地故障，光明地区每年将少供电十几万千瓦时，影响供电企业的供电量指标和经济效益。

2.5线损增加

发生单相接地故障时，由于配电线路接地相直接或间接对大地放电，将造成较大的电能损耗。如果按规程规定运行一段(不超过 2h)，将造成更大的电能损耗。

3.10kV线路单相接地故障的判断及处理

3.1分析判断

①一相电压降为零，另两相电压升高至线电压，发出接地信号，此为完全接地。②一相电压降低但不为零，另两相电压升高但小于线电压，发出接地信号，此为不完全接地。③一相电压降低但不为零，另两相电压升高至线电压，发出接地信号，此为电弧接地。④一相电压降为零，另两相电压未升高，发出接地信号，此为母线电压互感器二次熔断件熔断一相。⑤一相电压降低但不为零，另两相电压未升高，发出接地信号，此为母线电压互感器一次熔断件熔断一相。⑥一相电压降低但不为零，另两相电压升高超过线电压或两相电压降低但不为零，一相电压升高；三相对地电压依相序次序轮流升高，并在1．2～1．4倍相电压作低频摆动，约每秒一次；三相对地电压地一起升高，远远超过线电压，发出接地信号，此为并联铁磁谐振。 ⑦三相相电压或线电压同时大大超过额定值，此为串联铁磁谐振。

3.2故障处理

发生单相接地故障后，线电压依然对称，因而不影响对用户的连续供电，按照规程规定，系统可继续运行l2h，但非故障相的电压将升高，如长期运行，将危及系统的安全稳定运行，因此发生单相接地故障时，必须及时找到故障线路予以切除，确保电网稳定运行。

①发生单相接地故障后，变电值班员应马上复归音响，记录故障时间，接地相别，有关数值，迅速汇报当值调度和有关负责人，并按当值调度员的命令寻找接地故障。②先详细检查变电站内电气设备有无明显的故障迹象，如找不出故障点，再进行线路接地的寻找。③分割电网。把电网分割成电气上不相连的几个部分，判断单相接地区域。④电网分割后，可进行拉合闸试验，顺序为：a．空载线路、无功补偿电容器。b．双回路或有其他电源的线路，多电源线路应采取转移负荷，改变供电方式寻找故障点。C．分支最多、最长、负荷轻或不重要的线路。d．分支较少、较短、负荷较重的线路。⑤接地故障查出后，对一般不重要的用户线路，停电排除故障后方可恢复送电，重要用户线路，先转移负荷，做好安全措施后方可停电排除接地故障。

4.整改防范措施

提高10kV线路的防雷水平，在线路经过雷区的地方加装性能好的金属氧化物避雷器，降低避雷器的接地电阻，降低配变接地装置的接地电阻，在配变低压侧加装低压避雷器，使用绝缘性能好的绝缘子和线路设备。

提高10kV线路的安装质量，按规范进行安装。

加强定期检修，及时消除线路缺陷，不让线路长期带病运行。

消除铁磁谐振。如采用专用消谐器，电磁式电压互感器一次绕组中性点不接地等。

系统进行接地补偿。 测试接地故障电流超过30A时，可加装消弧线圈、接地变压器进行补偿。

为缩短接地故障的查找和排除接地故障时间，缩小停电范围可采用以下方法：①变电站内采用微机小电流接地选线装置。②主线上装设分段开关、较长分支线装设分支开关，较短分支线装设跌落式熔断器。③主线上分段装设接地故障显示仪，分支线上装设接地故障显示仪。④建立沿线路乡村的通信录，发生接地故障时，可电话联系询问情况，发动群众参与到线路的运行维护上来。

5.结束语

在配电系统中，发生单相接地故障的机率很大，接地故障严重影响电网安全、经济运行。防范接地故障的关键是做好日常运行维护工作，及时发现缺陷、解决缺陷，保证电网良好的运行环境，预防单相接地故障的发生。同时也应与时俱进，积极应用新设备和新技术，用科学的管理和高新的技术武装一个坚强的配电网。在故障发生后能及时隔离故障点，最大限度减少停电范围，提高供电可靠性，保证人身和设备的安全。

【参考文献】

［１］周封等.10kV配电线路单相接地故障分析及故障查找[J].科技信息，2010(6).

10kV系统单相接地故障分析及处理 篇4

1、不停电时，利用拉合线路开关快速查找接地故障点。

2、停电以后，利用接地摇表（仪器）快速查找接地故障点

1、通过拉分段开关快速查找接地故障点

依据：配电网运行规程（2010-10-26）7.2.3：中性点小电流接地系统发生永久性接地故障时，应先确认故障线路，然后可用柱上开关或其它设备（负荷开关、跌落熔断器需校验开断接地电流能力，否则应停电操作）分段选出故障段。

（1）如果变电站母线出现接地信号，在未确定接地线路的情况下，可以通过线路上的分段开关来判断是哪一条线路发生接地故障。

拉合线路分段开关的原则：先拉最靠近变电站的那一级开关。这样可以快速地排除无故障的线路。

（2）已知哪一条线路接地以后，可以通过拉开线路分段开关的办法，判断故障点在线路的什么位置。

拉开线路分段开关时，拉开一个开关，检查一下接地信号有没有消失。据此判断接地故障点在哪一段线路。

２、利用接地摇表查找接地故障点

如果错过了宝贵的2小时，在2小时之内未找到故障点，线路被迫停电，查找接地故障最快的方法，就是使用接地摇表（或其他试验设备）来查找故障点，同样采用分段的方法来查找（排除法）。

找到任意一个点，先测量一下线路，确认能够监测到接地，然后依次断开分段开关，逐段进行排除。

使用摇表测量线路接地故障的安全措施

风险：变电站开关断开，但未合接地刀，线路上也无接地线或接地刀，处于无任何保护状态。

（1）进行测量时，先用验电笔对线路进行验电。

（2）确无电压后，再对线路进行放电，然后方可进行测量。

（3）操作摇表人员戴合格的绝缘手套。

（4）摇表引线连接导线时，使用绝缘杆将连线接触到线路上。如发现有放电打火现象，应立即停止。

（5）严禁手握连接线直接碰触线路。

二、使用技术手段查找短路故障

以上方法，同样适用于发生短路故障以后，线路速断跳闸、重合不成的线路故障。许多永久性短路故障，同时也发生接地。如电缆挖断、变压器烧坏等，存在着接地点。把短路故障当接地故障来查找。

10kV系统单相接地故障分析及处理 篇5

摘 要：本文对电网实际运行中时常出现的10kV电压异常现象的原因进行分类，并逐一研究分析其产生机理，从而引出处理10kV电压异常措施的思路。

关键词：电压异常；负荷；接地；断线；消弧线圈；谐振

0 前言

电压的异常直接影响设备的运行技术指标、经济指标，甚至导致用户的用电设备无法正常工作，电网的安全与经济运行遭至破坏。10kV母线是调度部门可以进行电压调控的最后一级母线，也是最直接影响用户电压质量的母线。因此对10kV电压异常产生的根本原因进行分析研究，对消除电压异常和保障电网安全运行具有十分重要的意义。负荷变化引起的电压偏移

根据相关调压原则要求：变电站和直调电厂的10kV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%―+7%。而在实际电网运行中，在白天用电高峰时段，10kV母线可能低于10.0kV下限，在深夜用电低谷时段，10kV母线也可能高于10.7kV上限。

造成电网正常运行中电压偏移的原因是不同大小的功率在电网元件中传输会产生不同的电压降落。功率由系统通过110kV降压变压器经变压后到达10kV母线，其等值电路图和相量图如图1所示。

在上图中，为归算到110kV变压器10kV侧的一次电压，为110kV变压器的二次电压，即10kV母线电压，S为传输的视在功率，为归算到110kV变压器10kV侧的传输电流，φ为与的相位差，XT为110kV变压器归算到二次侧的等值电抗，RT为110kV变压器归算到二次侧的等值电阻。

图中，就是电压降相量，即（RT+XT），将电压降相量分解为与二次电压同方向和相垂直的两个分量和。称为电压降落的纵分量，称为电压降落的横分量。而在电网实际计算中，由于电压降横分量很小，可以忽略不计，因此，其电压降可以省略简化成仅为电压降落的纵分量，以ΔU表示。由图3可得ΔU的模值为，将、、代入上式可得，因此可以得出，10kV母线电压与传输功率的关系公式为：

由上式可知，通过减少传输的有功负荷P、无功负荷Q、电阻RT和电抗XT，或者提高110kV侧电压U1的方法，可以减少电压降落，提高10kV电压；反之则降低10kV电压。

由此可以得出负荷变化引起的电压偏移的处理措施：

（1）通过增减无功功率Q，如投退并联电容器、并联电抗器；

（2）改变变压器的电阻R和电抗X，如改变变压器的分接头，从而改变有功功率和无功功率的分布；

（3）改变上一级系统电压U，如改变发电机、调相机的无功功率出力；

（4）特殊情况下采用调整用电负荷或限电（减少有功功率P）的方法调整电压；单相接地引起的电压越限

10kV电网属于中性点不直接接地系统，当发生单相接地故障时，由于与变压器中性点不能构成短路回路，因此没有短路电流，仅有不大的对地电容电流流过，对电气设备基本无影响。但中性点发生偏移，对地具有电位差，其相间电压不平衡，故障相对地电压下降为0，非故障相对地电压升高到线电压，如图2所示。

由图2可见，UE为额定相电压，10kV电网正常时，三相对地电压大小相等，相位对称，可以得出

而零序电压，即没有零序电压，因此也没有零序电流。

当10kV电网发生单相接地（如A相接地）时，A相对地电压为零，即=0，电源中性点电压不再与地电位相等，而是升高到相电压，而B、C相对地电压也相应地升高为线电压，分别为

系统中出现零序电压，其大小为相电压，其产生的零序电流流经接地点，其大小为非故障相产生的对地电容电流之和。虽然10kV系统单相接地时故障点电流很小，而且三相之间的线电压仍然对称，对负荷的供电没有影响，允许继续运行，但是在单相接地以后，非故障相电压升高到线电压，为了防止故障进一步扩大到两点、多点接地短路，应该及时采取措施消除接地故障。

作为调度员，若现场配置接地选线装置的，则断开其选中的线路开关，隔离单相接地故障；若没有配置接地选线装置的，则根据母线电压变化，采用“瞬停法”瞬间断开线路开关来判断单相接地线路；若“瞬停法”无法找到单相接地线路，则可能是两条及以上线路同名相接地或母线单相接地，这就需要将母线上所有开关断开，逐一合上开关来判断接地设备。消弧线圈投入引起的不平衡电压放大

由上一节可知，当发生单相接地故障时，接地点将通过10kV电网的全部对地电容电流。如果此电容电流相当大，就会在接地点产生间歇性电弧，引起过电压，可能会导致绝缘损坏，造成两点或多点的接地短路，使事故扩大。因此要在中性点装设消弧线圈，利用其感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少，从而自动熄弧，保证继续供电，如图3所示。

由图3可得，消弧线圈发挥最佳作用是电网出现单相接地故障后，实现全补偿，接地电容电流IC全部被消弧线圈的电感电流IL所补偿，即IL=IC，通过故障点的电流为零，从而使得电弧自动熄灭，达到灭弧的目的。

而实际上，消弧线圈并没有采用全补偿的补偿方式，那是因为在10kV经消弧线圈接地系统正常运行时，中性点的位移电压U0的大小为，上式中，d表示10kV电网的阻尼率，表示10kV电网的脱谐度，UN为消弧线圈未投入时中性点不平衡电压值。

由上式可见，若消弧线圈未投入前系统已经不平衡，在电网阻尼率一定的情况下，脱谐度越小，中性点电压越高，放大作用越强，将加剧系统的不平衡。脱谐度等于零即谐振补偿时，中性点电压最高。

为了保证正常运行时中性点电压的偏移不超过规定值，应采取避免谐振补偿的措施，即尽量在较大的过补偿或欠补偿运行，增大脱谐度v，或者采取措施增大系统的阻尼率d。另外，在以架空线路为主的电网中，采用线路换位的措施，可以减少三相导线对地电容的不对称度，从而减少中性点的不平衡电压值UN。调度员若确认三相电压不平衡过大是由于消弧线圈引起的，则应该将消弧线圈退出运行，重新整定消弧线圈的脱谐度。

电压互感器断线引起的显示电压失真

当电压互感器发生断线故障时，二次电压输出就会异常下降，可能会造成继电保护或自动装置误动作，调度员若因为电压显示下降作出误判而进行不必要的操作，可能会危及电力系统的安全稳定运行。

T在电力系统运行中，用得最广泛的是YN-yn-d型接线的电压互感器，如图4所示。

图中，其一次线圈接成星形中性点接地，二次主线圈也接成星形中性点接地，辅助线圈接成开口三角形。这种接线方式使得二次设备既可以取得相电压，又可以取得线电压，还可以取得零序电压。

由图4可得，二次零序电压，其中KV为一次线圈与开口三角形辅助线圈的匝数比。在电力系统正常运行时，若电压互感器发生二次主线圈单相或多相熔断，相应的二次输出相电压为0，而由于电压互感器一次线圈三相对称，则UA+UB+UC=0，即二次零序电压Umn输出也为0。因此可以根据相电压与零序电压同时为0而判断出电压互感器二次断线故障。

当电压互感器一次侧发生熔断故障时，若三相全部熔断，相当于停运电压互感器，显然相电压与零序电压二次输出皆为0；若非三相全部熔断，相应的二次相电压输出为0，而由于电压互感器一次线圈三相电压不对称，导致二次零序电压输出不为0。

这种一相电压下降为0和零序电压大幅升高的情况与10kV中性点不接地系统发生单相接地故障时相似，容易造成调度员的误判。通过非故障相电压是否升高或者是否有电压互感器断线信号发出来判断究竟是电压互感器断线故障还是10kV系统发生单相接地故障。在确定是电压互感器断线故障后，调度员应该将其转检修处理。运行操作中引起的谐振过电压

在10kV中性点不接地系统中，容易激发起持续时间较长的铁磁谐振过电压，其中，最常见的是铁磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压，是造成事故较多的一种内部过电压，其危害轻则使得电压互感器熔断器熔断，重则烧毁电压互感器，甚至炸毁瓷绝缘子及避雷器导致系统停运。故以此为例进行分析，如图5所示。

图中，E为各相电源电势，C为线路等设备的对地电容，L为电压互感器的励磁感抗。一般情况下，各相对地电容的容抗C小于电压互感器的励磁感抗L，因此整个10kV网络对地呈容性且基本对称。但铁磁式电压互感器的励磁感抗L会随着其通过的电流大小而变化，系统正常时，电压互感器铁芯处在不饱和状态，其励磁感抗L相应地保持常数；当系统中出现某些波动时，如电压互感器突然合闸的巨大涌流、线路瞬间单相弧光接地等，使得电压互感器的励磁电流过大，铁芯发生三相不同程度的饱和，励磁感抗L的值随之大大下降，以致破坏了电网的对称，电网中性点就出现较高的位移电压，造成铁磁谐振过电压。

以A相接地为例，10kV系统中非故障相（B、C相）对地电压会升高倍，使得铁磁式电压互感器B、C相的铁芯饱和，励磁感抗L大大减少，即XL=XC，因此B、C相的负荷呈感性，可用一个等效电感来表示，而A相由于接地后电压下降，电压互感器的铁芯不是运行在饱和状态，因此A相的负荷仍呈容性，可用一个等效电容来表示，将A相接地后的等效电路进一步简化后，如图6所示。（下转第178页）

（上接第140页）

由图6可见，显然是一个串联电路，若容抗等于感抗就发生串联谐振，即，因此，消除谐振的主要办法就是要破坏产生谐振的条件，即改变系统的感抗、容抗等参数。以铁磁式电压互感器器为例，其采取的措施有：在电压互感器的二次绕组开口三角处接入阻尼电阻或消谐器；在电压互感器一次侧中性点接地线上接入电阻增大阻尼；选用铁芯不易饱和的电压互感器等。

调度员在操作前应考虑采取防止谐振发生的措施，如母线送电时，采用线路和母线一起充电的方式，或者对母线充电前退出电压互感器，充电正常后再投入电压互感器，或者将变压器中性点接地或经消弧线圈接地等。在操作过程中，若发生谐振过电压，应当迅速合上或断开某些设备开关，改变系统电感或电容参数，破坏谐振条件，消除谐振。结语

本文将10kV电压异常的情况分为负荷波动、单相接地、消弧线圈投入、电压互感器熔断及谐振五类，对其产生的机理进行逐一分析，为运行人员和调度员辨识10kV电压异常的原因提供依据，从而提高运行人员与调度员处理10kV电压异常的效率，保证电网安全和用户的电压质量。

参考文献：

10kV系统单相接地故障分析及处理 篇6

关键词：接地,绝缘监察,电压表,谐振

0 引言

在10kV系统中, 单相接地是一种常见的临时性故障。发生单相接地后, 无论是完全接地还是不完全接地, 三相系统的对称性仍保持不变, 其线电压依然对称, 可保证对用户的连续供电, 体现了小电流接地系统的一大优点, 且规程规定可带接地运行2h。但是, 电网长期带接地故障运行, 三相电压不平衡, 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;在一定条件下产生的串联谐振过电压可达相电压的2.5~3倍, 对系统绝缘危害很大。因此, 变电站值班员在短时间内查找到接地设备或线路, 是防止设备损坏、事故扩大为相间短路, 甚至造成大面积停电的关键。

1 接地信号现象分析和判断

在变电站中都安装有交流绝缘监察装置, 它通常由三相五柱式电压互感器、电压继电器、信号继电器及监视仪表构成。绝缘监察装置发出接地信号时, 根据仪表显示可初步判断接地相别和性质。

1.1 系统接地

(1) 完全接地 (金属性接地) 。若发生完全接地, 则接地相的电压降到零, 非故障相的电压升高到线电压10kV以上。此时电压互感器开口三角处出现100V电压, 电压继电器动作, 发出接地信号。

(2) 不完全接地 (非金属性接地) 。当发生一相不完全接地时, 即通过高电阻或电弧接地, 中性点电位偏移, 这时故障相的电压降低, 但不为零, 而非故障相的电压将升高 (大于相电压, 但达不到线电压) 。此时电压互感器开口三角处的电压达到整定值, 电压继电器动作, 发出接地信号。

(3) 间歇接地。这种情况常发生在雷雨、大风等恶劣天气, 接地信号时发时消, 电压表计示数时增时减, 不稳定, 摆动较大。

(4) 绝缘监察装置发出接地信号, 但监测电压表三相电压正常。其原因可能是电压表中性线断线, 无法正确反映三相电压, 或是电压互感器检修后极性接反。

1.2 系统断线

(1) 线路单相断线。运行中的线路断线、线路上装的熔断器一相熔断或两相断开, 且线路断线不接地时, 引起电网三相对地电压不平衡, 出现电网接地信号, 但与线路单相接地的区别是电网三相对地电压一相升高 (断线相) 、另两相降低, 配变出现缺相。而线路单相接地, 则电网三相对地电压表现为两相升高, 一相降低。

(2) 线路两相断线。这种情况下, 电网三相对地电容平衡状态被破坏, 发生三相对地电压不平衡, 变电所出现接地信号, 断线相对地电压升高, 另一相降低, 与单相接地现象相似, 但该线路用户停电。

1.3 两条线路和多条线路接地

(1) 两条线路同相接地。按规定顺位逐条选切线路时, 应特别注意切每条线路时绝缘监察装置三相对地电压表指示的变化, 若有变化则应考虑有两条线路同相发生单相接地故障。

(2) 两条线路不同相接地。这种故障多数发生在雷雨、大风天气, 主要现象是同一母线供电的两条线路同时跳闸或只有一条线路跳闸, 跳闸时电网有单相接地现象。若两条线路都跳闸, 则电网接地现象消除;若两条线路只有一条跳闸时, 则电网仍有接地现象。

(3) 多条线路同相接地。这种接地故障一般较少见, 运行人员很难判断, 在拉路查找时一定要监视绝缘监察装置电压表的变化情况, 每断开接地线路一次时, 电压表就发生一次变化, 有几条线路发生单相接地, 电压表就发生几次变化。若把这些电压有变化的线路停掉, 电网接地消除, 则可判断是三条以上线路同名相接地故障。

1.4 虽然有接地信号发出, 但系统并无接地

(1) 电压互感器一相高压保险熔断时, 由于TV还会有一定的感应电压, 因此其电压并不为零, 而其余两相为正常电压。同时由于断相造成三相电压不平衡, 故开口三角形处也会产生不平衡电压, 即有35V左右零序电压, 能起动接地装置, 发出接地信号。绝缘监察装置电压表指示熔断相电压降低, 另两相不会升高, 线电压则会降低。

(2) 在配电设备或线路上摇测绝缘或线路附近有雷电时, 接地装置会动作并发出接地信号。

(3) 在正常倒闸操作时, 如对空母线充电、充电开关三相合闸不同期、三相对地电容不平衡, 发出接地信号;在合空载母线时也可能激发铁磁谐振过电压, 发出接地信号。

(4) 绝缘监察装置本身故障, 如继电器接点粘连, 接地信号长发, 而电压表指示正常。

1.5 系统谐振

根据运行经验可知, 电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压是中性点不接地系统中最常见的一种内部过电压, 而单相接地故障是铁磁谐振最常见的一种激发方式。10kV系统发生谐振时, 绝缘监察装置反映三相对地电压都升高, 系统产生过电压, 有时电压表呈周期性摆动。

2 接地故障的处理

(1) 运行人员应首先根据绝缘监察电压表指示, 并分析当时气候状况, 倒闸操作, 设备其它明显异常现象综合判断接地真假、性质和相别。

(2) 运行人员正确判断10kV系统确有接地后, 一般先汇报当值调度, 根据调度命令分割电网, 拉路寻找。

(3) 详细检查站内设备有无明显接地故障点, 如站内设备接地则按以下步骤处理。

(1) 接地点可以用开关隔离的, 在负荷转移后将该开关拉开, 并拉开接地点两侧刀闸, 待故障设备检修后送电。

(2) 若接地点在10kV母线上或母线附属设备 (如避雷器、母线刀闸) 上, 则将该母线停电, 处理正常后尽快送电。

(3) 接地点可以用刀闸隔离, 但无法用开关隔离。如果运行条件允许, 为缩小停电范围, 可在另一备用回路故障相经断路器人工接地, 将故障点用刀闸拉开后, 再用备用回路开关拉开人工接地点。

(4) 线路设备接地。根据运行经验, 站内设备无论是运行条件、维护水平、自然环境、人为因素等都比站外设备好, 其接地故障率极低, 大部分接地故障都发生在线路上。

(1) 汇报调度, 采取分割电网, 瞬停拉路寻找故障线路。其原则是变电站10kV系统能分段的先分段, 能并列的先解列, 以缩小查找范围。拉路寻找顺序是:空载线路→双回路线路或该线路有其它电源→线路长、分支多、不重要线路→重要线路。调度员和值班员应根据实际情况, 如近期某条线路经常发生接地故障, 线路有工作或线路跨区有工作, 已发现或有人反映某线路有接地故障现象等, 灵活确定拉路顺序。

(2) 单条线路接地。寻找接地的操作一般采用瞬时断开回路开关, 拉路时应派专人监视绝缘监察电压表。若断开某回路时, 电压指示恢复正常, 则认为该回路存在接地故障, 应停用其重合闸, 并向调度报告。若2小时内巡线未找到接地点或接地故障需要停电才能处理, 则将该回路停电。在某些局查找到接地线路后就将线路备用, 待巡线找到接地点处理后送电。

(3) 两条线、多条线同相接地或两条线不同相接地。这种情况多发生在非常恶劣的天气, 应在逐条拉路时重点监视绝缘监察电压表变化情况并作好记录, 判断出故障线路后尽快停运, 防止扩大为短路事故。

(5) 系统缺相运行造成接地。变电站运行人员应检查电压互感器高压熔断器, 若熔断器熔断则应更换相同规格的熔断器 (一般额定电流为0.5A) ;若该熔断器经常熔断, 而变电站接线和设备均无问题, 则重新核算高压熔断器容量。

(6) 系统谐振。这种情况下, 主要应从改变运行方式及操作手法入手, 即立即断开充电断路器 (断开谐振点) , 投入母线上的线路、母线、投切电容器或电抗器等来破坏谐振条件。操作时应尽量避免将小电流系统的消弧线圈退出运行, 停母线时先停电压互感器, 送母线时相反。当系统发生单相接地故障时, 仍可在故障状态下继续运行一段时间, 而铁磁谐振产生的过电压将导致绝缘击穿、避雷器放电、母线电压互感器烧毁等, 因此应尽快消除系统谐振, 防止将谐振误判为单相接地而延误了处理时间。

3 接地故障处理时的注意事项和危险点分析

3.1 注意事项

(1) 系统带接地故障运行, 一般不得超过2小时。

(2) 系统有接地时, 禁止用刀闸拉合电压互感器、避雷器、消弧线圈、变压器中性点, 禁止用刀闸直接拉开接地点。

(3) 发现接地设备严重异常, 且有扩大为相间短路的趋势时, 应立即将设备停电。

(4) 在现场一般用“瞬停法”查找故障线路, 即按下试拉按钮或在重合闸投入正常的情况下短接保护接点, 查找到故障线路后停用重合闸;但根据现场实际经验, 采用这种方式查找不到故障线路时, 可直接拉开断路器进行查找。

(5) 当判断系统接地是由高压设备摇测绝缘引起时应着重考虑如检修后接地线是否拆除、接地刀闸是否拉开、被摇测设备的工作接地点 (如电压互感器一次接地) 或保护接地点是否已甩开等可能性。

(6) 查找接地点的每项操作, 必须仔细观察绝缘监察电压表和接地信号变化、转移情况。

(7) 在分割电网或解列系统寻找接地点时, 应考虑负荷平衡、保护配合、消弧线圈补偿等问题, 必要时应汇报调度以进行适当调整再分割电网。

3.2 接地故障处理的危险点分析和控制措施

(1) 危险点:接地故障引起谐振易导致TV爆炸。控制措施:检查设备时应戴好安全帽, 防止爆炸碎片伤人, 同时要远离TV。

(2) 危险点:接地易产生跨步电压导致触电伤人。控制措施:处理过程中应穿绝缘靴, 戴绝缘手套, 与接地点保持8m以上距离。

(3) 危险点:电压互感器严重发热。控制措施:母线接地2小时以上时应严密监视电压互感器发热情况, 尽快转移负荷将接地母线停电, 电压互感器退出运行。

(4) 危险点:拉路寻找接地线路时误拉合开关。控制措施:寻找接地点的倒闸操作必须严格执行倒闸操作标准化作业指导书。

4 结束语

10kV系统单相接地故障分析及处理 篇7

【关键词】10kV配电线路；接地；故障；分析

0.引言

10kV配电线路在我们的农村地区应用十分广泛，相比较于35kV及以上的电网而言，10kV的故障相对较多，对农村地区的用电稳定性存在一定的风险因素。因此，我们十分重视对于这种配电线路的故障排查工作。而所有问题之中，接地故障又是最频发的问题。

1.设置监察接线

10kV配电线路如果采用的是中性点绝缘，那么我们一般会在变电站安装绝缘监察设备，方便监察配电线路各相的绝缘情况，具体的接线原理如下图所示。YH为连接在母线上的3单组电压互感器，一次侧接为星形，直接将其中性点接地，电压互感器二次侧各侧均设2个绕组，额定电压为100/V伏的二次绕组连为星形，各相都连一部电压表，以测量每相的对地电压值，从而监控该相的对地绝缘情况，其额定电压为10/3V的二次绕组连为开口三角形，可以体现零序电压，它的引出端连电压继电设备YJ。如果三相对地电压出现不吻合的情况，中性点就会存在位移电压V 的对地电压，低压星形绕组会将这种情况通过电压表体现出来，从而令灯有所反应，释放出接地的讯号。

图1 接线原理图

2.判定接地故障

这里继电器YJ的动作设定在电压为15-30V，那么针对10kV电网绝缘设备的零序波动为： n0=NA0/NLX=（10000 ）/100=100/，其中：N=装置线圈匝数。如果位移电压在0.9-1.8千伏范围时，YJ就会给出接地讯号。由此我们发现，开口三角绕组电压体现的是中性点位移电压， 不管是什么原因导致的位移电压，它都会给出接地的讯号，所以，当实际操作中即使出现了接地的提示，我们也需要仔细分析情况，确认是否由于接地故障导致的YJ动作。单相接地故障众多文献均有探讨，本文将其略过。

2.1铁磁谐振

在中性点不接地的线路体系中， 通常中性点的位移电压可以通过：

UOD=-（UA0YA+UBOYB+UCOYC）/（ YA+YB+YC）来计算。其中，UOD=中性点位移电压，UAO、UBO、UCO就是各相的相电压，YA、YB、YC就是每相各自的对地导纳。

具体的操作方式是：我们将互感器的中性点接地，这时它的电感L端连同线路的对地电容就为C。，如下图所示其形成了一个完整的回路。由此便可以监察每相的对地绝缘情况，因为在这个系统中，每相对地的导纳分别为：

图2 各相对地导纳示意

YA=j（ωC0-1/ωLA）；YB= j（ωC0-1/ωLB ）；YC=j（ωC0-1/ωLC ）式中C0=各相对地电容；LA、LB、LC是电压互感器每相的电感；ω为角频率。

这里需要解释的是，电压互感器实际上是一种铁磁组件，它正常工作时，通常在未饱和状态，这是电感会相对较大，每相导纳都反映出容性，同时它们的差距甚小可视为相等， 由于三相电压UAO、UBO、UCO 是存在对称性的，所以中性点的位移电压趋近于0。不过，如果系统突然出现了一些扰动的情况下，比如出现单相接地或者是其它的器件开关故障，就有机会导致其中部分相的电压突然飙高，从而令电压互感器瞬间达到接近饱和的状态，电感迅速降低。如果出现了1/ωL>ωC的情况，就会令对地导纳出现感性，从而导致YA+YB+YC的总和明显变小。由上面的式子我们就可以推断出，这种现象同时会令中性点的位移电压急剧提高，如果各相的数据相互作用使得分部导纳出现趋近0的情况时，系统就会出现铁磁谐振，此时中性点所测出的位移电压将会明显提高；同样的，如果各相的数据相互作用使得总导纳出现趋近0的情况时，系统就会出现铁磁谐振，此时中性点所测出的位移电压明显提高的现象，会体现在开口三角绕组令继电器给出接地讯号。发生铁磁谐振时，中性点的位移电压并不存在固定的单一模式，它可以是各种频率的，范围在25HZ-150HZ间波动，都是正常的现象。

虽然这样，但是不同频率的谐振，也有着自己本身的特性。通过我们多项的研究发现，在基波谐振（25HZ）的情况下， 会有某相的对地电压变小， 其他相的地电压变大，甚至大过之前设定的线电压；在分频谐振（50HZ）的情况下， 各相对地电压都增大， 不过增大的幅度并不大，认真比对便可发现； 在高频谐振（150HZ）的情况下， 各相对地电压全部增大， 同时增大的幅度十分明显，甚至会大于线电压， 电压表有时会显示不足，发生表针顶到头的现象。通过上述这些现象，我们就能判定线路中是否出现了铁磁谐振的情况。

2.2电压互感器高压保险熔断

由于上面所述的铁磁谐振现象和其他的一些影响因素，电压互感器会出现高压保险熔断的情况，这时系统也会给出接地的讯号。当系统正常工作时，互感器存在很大的激磁电感，其数值通常会大幅高于线路对地电容的容抗，所以其一次侧通过的电流会远远小于线路对地电容的电流。当互感器的高压保险发生熔断的情况后，发生熔断相的一次电流等于0，可是由于线路对地电容的通过电流还是维持在原有的大小，因此并没有令中性点出现很大的位移电压，反而在开口三角处会产生电压。类似的情况像，如果互感器的C相保险发生熔断现象， 那么，C相的对地电压并不会在互感器上体现出来，这时该相的电压读数会是0，而另外两相的电压读数则维持原来水平。但是因为C相二次侧电压等于0， 所以在开口三角处体现出来的就是另外两相对地电压的矢量和，这时YJ就会给出接地讯号。同样的， 如果电压互感器高压发生两相的保险熔断时， 熔断的两相电压读数将显示为零， 未熔断相电压读数仍然维持在原来的水平， 在开口三角处测得的电压读数为100/3V， 同样会令电压继电器给出接地的讯号。

虽然这种情况下的故障，与单相接地故障有所雷同，但是因为电压互感器高压保险熔断时，未熔断相的对地电压会维持在原来的水平，通过这一点我们便能将其和单相接地故障分辨开来。

2.3线路断线

在断线中性点不接地的线路体系中， 如果出现线路一相或两相断线的情况，其在断线后的对地电容将会急剧变小，导致中性点产生位移电压。这时的位移电压将会完全的体现在电压互感器开口三角处，如果它的读数已经达到了之前设定的电压继电器的整定值时， 同样也会给出接地讯号。

中性点产生的位移电压的幅度取决于断线令对地电容变小的程度。研究发现在发生单相断线的情况下，一相对地电压增大， 但是绝不会大于3Vφ/2（V是相电压）；未断线相的对地电压减小但是仍保持同样大小，电压值不会小于Vφ/2。在发生两相断线的情况下， 未断相的对地电压虽然会减小但是仍然会存在一定的电压；两断线相的对地电压以相同幅度增大，但是不会高于Vφ（线电压）。

通过我们以上对于不同情况下，各相电压自身的特点，可以简单的判定是否为断线或是单相接地。不过在个别案例中，有时这两种故障的对地电压读数十分类似，这就需要我们综合对线路的了解和具体的情况进行的分析判断。如果是线路断线的情况， 断线相的通过电流将会是0， 它的输送功率也会降到0，即使没有到这么低也会有明显的降低， 可是如果是单相接地的情况， 则不会出现类似的现象。

3.结束语

总之，对于农村的10kv配电线路的接地故障处理，一定要安全高效率，这样才能有效地保障广大农村地区正常的电力供应，令生活在该地区的居民生产生活可以顺利安全的进行。

【参考文献】

[1]曹杰.农村10kV配电网故障原因分析及预防措施[J].大众用电，2007，（07）.

10kV系统单相接地故障分析及处理 篇8

【关键词】电气设备；发热故障；处理措施

1.电气设备发热故障

1.1故障情况

铁损发热：铁损是电磁学的专用名词，它是指变压器运行时由于内部的铁芯导致的能量损失。如果出现不合理的设计，不正常的启动运行就会出现铁损发热情况，如果铁芯的质量达不到要求或者绝缘的铁芯之间出现损失情况，则会让局部过热或者短路造成的铁损发热情况，与此同时，如果变压器出现漏磁现象也将导致铁损发热。

电阻损耗发热：我们知道，电力系统的运行中肯定是有电流通过的，而电流的产生又将伴随电阻的发生，时间久了或者电阻大小与预期电阻大小存在差异时就会出现电阻发热现象，不过如果其产生的热功率不是很大的话，不会造成什么重大纰漏和影响。但是电阻间如果因为接触不良而导致电阻与预期计算的电阻不合，此时就会造成电阻发热情形。

漏电发热：由于电压分布的不规律或者异常导致电流增大以致泄露的情形都会引起发热现象。正常情况下，避雷器和绝缘子的高压设备工作时都会有特定的泄露电流情形的发生，但控制在一定范围内是不会出现问题的，可是当这些高压设备出现故障或无法正常工作时，其电压的分布就会受到影响，还会加大电流的大小，由此致使设备表面温度过高引起发热现象。

介质损耗发热：当绝缘介质性能出现故障时，会引起绝缘的介质损耗增大，因此导致介质损耗发热功率增加，设备运行温度升高。主要原因有：固体绝缘材料材质不佳或老化；液体绝缘介质性能劣化、受潮以及化学变化（如绝缘油的受热与氧化）。除了以上列举的发热情形，设备或者电力系统的不合理也会引起发热现象，也要注意对设备进行冷却和散热。

1.2故障处理措施

提高检查质量：在各个环节的检查中要加大设备的检查，完善其检察制度和结构，针对不同的情况作出合理有效的安排，招揽高素质的人才进行审查巡视，将检查人员的作用发挥到最大，加大对各个环节的巡回和管理，严格要求审查人员，严格按照规定进行实施执行。在检查中，会遇到各种各样的情形，有些发热现象可以直接观测到，不用借助其他仪器，所以可以及时有效的对其进行处理。但是有些现象是不能直接用肉眼观察的，此时就需要管理检察人员严格要求自己，摆正自己的工作太多，不能有丝毫的懈怠，将检查的质量提高，及时发现问题及时解决问题。并且特殊情况下，要特殊对待，学会分情况处理问题。这样才可以有效避免甚至杜绝因发热现象带来更重要的问题隐患，减少不必要的损失。

提高维修质量：（1）提高金属质量。注意选用维修时的金属物品，要使用质量上乘的优质产品，性能与载流量等要符合设计的要求，制止劣质产品进入电网系统并进行运行调试。（2）对接触面做好光滑处理。不得使接触面的接头地儿存在任何不平或毛刺的地方，已经发现，要用质量优质的锉刀将其磨平，保持接触免得光洁。但应注意母线加工后的截面减少值；铜质不超过原截面的3%，铝质不超过5%。（3）防治被氧化。因为店里系统的设备常年暴露于空气中 ，由于化学因素在它和大气的接触中会发生氧化现象，这就要求我们对出现的现象进行处理，但是不能盲目运用试剂，应该用导电膏进行防氧化抗氧化处理而不是选择常用的凡士林来增强抵抗。

加强验收环节管理：在验收环节工作的人员一定要坚持立场，有较强的专业素养，严格按照检查的结果说事，要有责任心，制定严格的制度与流程，并且严格按照流程执行工作，不能徇私舞弊，保证电力系统质量。

运用红外检测技术：通过红外成像仪的使用，可以对变电设备进行实时在线监测，发现设备表面的温度出现异常就会提前发出预警信号，然后采取相应的控制处理措施，避免了因为设备出现故障才对其进行维修的缺点，减少了故障发生率，节省了大部分成本。在实际的应用中已经得到了很好的印证，由于其快速准确并且不用接触的特点，在使用的过程中可以及时的发现问题，避免了事故的发生，为电网的稳定运行提供了保障。

2.电流互感器故障

2.1故障情况

电流互感器二次回路开路后，一般会有如下现象：（1）互感器内部出现放电声，交流互感声变大，有振动感；（2）电流回路端子排有烧伤或烧焦现象，同时可嗅到焦糊味；（3）电流表指示异常，功率表示不正确，电能表不转或较正常时转得慢。根据以上象征，可初步判定电流互感器二次回路出現开路。电流互感器二次回路开路后，电流互感器开路后产生的不平衡的电流，可能引起继电保护装置误动或柜动；电流互感器二次开路后，铁芯严重饱和，使温度升高，可能烧坏电流互感器；电流互感器二次开路后，二次侧出现高电压，其峰值可达几千伏，威胁人身安全，或造成仪表，保护装置、互感器二次绝缘损坏。严重时会把二次设备绝缘击穿，损坏设备，另一方面原绕组磁化力使铁芯磁通密度过度增大，可能造成铁芯强烈过热而烧坏电流互感器。

2.2故障处理措施

尽量设法在就近的试验端子上，将电流互感器二次短路，再检查处理开路点，在短接二次回路时，工作人员一定要坚持操作监护制，一人操作，一人监护。与带电设备保持适当的安全距离。操作人员一定要穿绝缘靴，戴绝缘手套和带绝缘把手的工具。禁止在电流互感器与短路点之间的回路上进行任何工作。若是不能自行处理的故障或不能自行查明的故障，应汇报上级，派人检查处理，此时应先将电流互感器二次短路，或转移负荷，将高压侧停电，在进行处理（把开路点恢复为正常回路状态），但是这样会造成非计划停电。

3.电容器故障

3.1故障情况

电力电容器分为串联电容器和并联电容器，它们都改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输电能力，是电力系统的重要设备。并联电容器运行中出现的异常现象有：渗漏油；外壳膨胀；电容器温升高；电容器瓷瓶表面闪络放电；异常声响；电容器爆炸等。

3.2故障处理措施

在处理故障电容器前，应先拉开断路器及断路器两侧的隔离开关，然后验电，装设接地线. 由于故障电容器可能发生引线接触不良，内部断线或熔丝熔断等，因此有一部分电荷有可能未放出来，所以在接触故障电容器前，还应戴上绝缘手套，用短路线将故障电容器的两极短接并接地，方可动手拆卸.对双星形接线电容器组的中性线及多个电容器的串联线，还应单独放电。处理时：如电容器外壳渗漏油不严重时，可将渗漏部位除锈，焊接，涂漆。如电容器室的室温高，应改善通风散热条件。发现异常声响，要注意观察和判断，严重时应立即停止运行，更换电容器。

4.结束语

变电设备，作为电网运行的基础设施，对电力系统的重要性不言而喻，若是其中出现了故障，会影响电力质量的供应。如果没有可靠的运行水平和高质量的管理能力，就没有稳定的供电保障，大多数事故都是运行人员操作不当造成的，所以我们要提高运行人员的各项素质，作为处理事故的方法和应变能力，不断提高变电运行的管理水平，保障用电安全。 [科]

【参考文献】

[1]李瑞荣.用户变配电站电气运行技术问答，2012.

[2]李树海.北京市特种作业安全技术培训教材电工，2011.

[3]冯伟，赵李鹏.变电运行中的隐患及解决措施，2010.

[4]陈家斌.电气设备运行维护及故障处理，2011.

10kV系统单相接地故障分析及处理 篇9

在工业企业、农业、生活保障等各领域,6(10)k V中性点不接地供电系统的应用非常广泛,主要用于电源能量传输和接用电气负荷使用。但是在实际运行过程中经常会发生系统单相接地短路故障, 以及由于接地短路发生联锁性的电气事故造成危害,进而发生停电、电气设备损坏等,造成较大的经济损失。这其中涉及到电气设计、选型、安装、检修试验、运行维护等方方面面存在的问题,导致电缆超压击穿、接地短路电流过大弧光不能自熄,引起系统过电压损坏设备,系统发生铁磁谐振引起过电压损坏设备,接线错误发生短路烧毁电压互感器等事故。本文针对这些问题深入分析研究,提出了必要的处理方法和防范措施。

2不接地系统电压电流矢量分析

2.1正常运行电路

图1所示是中性点不接地系统电路图,为系统电源电势,理想情况下6k V系统三相对地电容等同为C0,TV是三组单相电压互感器组成Y0/ Y0/ △开口三角型接线电压互感器。以6k V系统为例,电压变比为, TV中性点接地端PE。理想情况下电压互感器一次电感等同为L。图2所示是忽略了电压互感器电阻三相对地电抗电路,每一相是系统对地电容和电压互感器电感并联组成,电压互感器对地感抗很大,并且电压互感器的感抗 ωL垌1 / ωC0,为此在忽略电压互感器三相对地电感的情况下,三相对地只有电容电流IC0。图3所示是三相对地电容对称时电压电流矢量图,单相对地电容电流相位超前相电压90°。电压互感器一次、二次接线方式为Y0/ Y0接线, 二次电压和一次电压的频率、相位相同。系统正常运行时三相对地相电压为,三相线电压为6k V。开口三角是三组电压互感器二次辅助线圈首尾相连接,正常运行时三相电压矢量和为0,当出现一相金属性接地时开口三角零序电压为100V。

2.2单相接地短路

图1中系统C相发生金属性接地不对称短路故障,短路点的边界条件为:接地点处C相U觶C=0, 不接地相A、B对接地点电流为I觶f A= I觶f B=0。下面采用对称分量法进行分析。

(1)系统对短路点的阻抗由于系统的变化, 阻抗值也在变化,设系统对短路点的正序阻抗为X1∑、负序阻抗为X2∑、零序阻抗为X0∑,静止元件的正序、负序阻抗相等。

(2)单相接地时短路点电压U觶C各序电压和短路点电流I觶f C各序电流的关系为［1］:

式中:为C相接地短路点的正序、负序、零序电压;为C相接地短路点的正序、负序、零序电流。

(3)单相接地短路与同一点三相短路电流大小比较。

设正序电抗等于负序电抗:

接地点处的三相短路电流为:

C相单相接地短路电流为:

上述公式,当X0∑<X1∑时单相接地短路电流大于同一点的三相短路电流,对于大型发电变电站电力系统变压器中性点直接接地点越多,在中性点附近接地短路就会出现上述情况。当X0∑=X1∑时单相接地短路电流等于同一点的三相短路电流。 当X0∑>X1∑时单相接地短路电流小于同一点的三相短路电流。对于中性点不接地系统,当X0∑→∞ 时,单相接地短路电流相对于同一点的三相短路电流很小或者接近0值。

(4)短路点处A、B、C三相对地电压

图1中C相接地对地电压U觶C=0,非接地相A、B对地电压为:

图4所示是单相接地电压矢量图,其中两条竖直线表示非接地相A、B对地电压各序矢量变化关系:

a)当直接接地系统X0∑=0时,图4中电压为非故障相A、B对地电压:

上述接地点处的非接地相对地电压小于电源电势。

b)当X0∑=X1∑时,非故障相A、B对地电压与电源电势相等,图4中。

c)对于中性点不接地系统X0∑→∞ 时,非故障相A、B对地电压为:

上述接地点处的非接地相对地电压大于相电源电势,并且升高为线电压,电压之间的夹角为60°。

d)图4中系统单相接地,而且X0∑→∞ 时,三相对地电压矢量和为零序电压:

电压互感器二次辅助开口三角电压:

不接地系统单相金属性接地时,非接地相电压升高为线电压,开口三角电压为100V。图1中TV二次辅助开口三角接有小电流接地选线装置XDL,用于判断母线接地还是馈出线接地。

e)中性点不接地系统电力电缆绝缘水平选择

上述论证分析了单相接地故障,三相系统不接地相电压升高到线电压,因此在电缆设计选型时,对于3k V-35k V系统,按照电缆单相接地故障持续1min-2h之间考虑,电缆单相对地电压按表1数据选择［2］。不接地系统选择相对地电压U02是正确的,比如系统线电压6k V,相电压为3.47k V,电缆选择相对地电压U02是6k V。当系统单相接地后, 不接地相电缆耐受电压为姨3 ×3.47≈6k V,所以电缆对地相电压应当选择U02=6k V,选择U01=3.6k V是错误的。这类工程事故案例比较多,应引起设计人员、建设单位的重视。

3多馈线单相接地短路电流分析

在上文图1中分析了系统三相存在对地电容C0,系统馈出线较多时,每组馈出线三相都存在对地电容,并且容抗远大于其它阻抗。在系统C相金属性接地,忽略线路及其它元件阻抗后,系统对接地点的正序和负序电抗X1∑=X2∑=0。系统C相接点短路电流为:

式中:Cn代表每个馈出回路相对地电容。

通过上述分析,系统单相接地时,接地电流为系统馈出所有对地电容电流之和,并且馈出回路越多,单相接地电流越大。当接地电流过大时接地电弧不易自熄,将产生较高弧光间歇接地过电压。 因此在规程规范要求6(10)k V系统接地电流大于30A时,设计应采用经消弧线圈的接地系统。对于工矿企业,6(10)k V高压电动机相对较多,而且现场存在防爆区和非防爆区,设计手册要求电动机单相接地电流大于5A装设单相接地保护,一般接地电流大于10A动作于跳闸,当5A-10A时可作用于跳闸或信号。

4不接地系统铁磁谐振

中性点不接地系统因较容易发生铁磁性谐振而产生系统过电压,对于6(10)k V系统,采用铁磁性电压互感器较多,而电压互感器激磁饱和是发生铁磁谐振的主要原因,设计上采取防谐振措施。 图1系统图中的TV开口三角接有XDL装置,通常带有消谐功能。如果没有消谐功能,就要单独安装消谐装置XXQ,或者接消谐电阻。某变电所设计安装采用的是XDL装置MLA196X型,装置本身只有接地选线功能没有消谐功能,空送母线发生多次铁磁谐振。

4.1谐振机理

图1中系统设备和线路对地有电容、电感存在,系统正常运行时,电压互感器的感抗很大,所以系统对地电抗呈现容性［3］。三相电压基本平衡, 中性点O的位移电压很小。当系统发生变化,在没有发生系统接地短路的情况下,中性点O发生位移,即系统三相电压不平衡,中性点对地出现电压,此时三相电压互感器饱和程度不同,激磁饱和的电压互感器感抗降低,容易发生铁磁谐振。电源电压不变,而电压互感器三相电压有的高、有的低,中性点O出现位移,对地出现了零序电压,而实际上并没有发生单相接地故障。试验表明,在二次电压k V电压互感器加上额定电压时电流为0.15A,当加上1.9倍额定电压时,电压互感器饱和电流升到2.25A,接近15倍的电流。这就是为什么发生铁磁谐振熔断器熔断或者电压互感器烧毁的原因。

4.2谐振过电压的现象及排除

某工厂变电所为6k V单母线分段,Ⅱ段母线检修完毕送电,小电流接地选线装置报出Ⅱ段母线接地故障,TV二次电压表显示A、C相对地电压6k V, B相电压为0V,开口三角零序电压为70V。估计B相接地有问题,停电后检查TV中性点接地完好,并做耐压试验,没有发现接地故障点。再次送空母线, TV二次电压表显示A、C相对地电压4.5k V,B相电压为2.5V,开口三角零序电压为40V。通过检查小电流装置,咨询厂家后得知,该装置不具备消谐功能。在开口三角加装600W、25Ω 电阻,反复试验没有出现谐振过电压现象。

5电压互感器二次辅助绕组接线错误损坏

电压互感器二次带有保险或者空气断路器短路保护,二次一般接用电压表、微机保护继电器等。如果接线错误会发生短路保险熔断或者开关跳闸,或者电压表及微机保护器电压显示异常,可以及时被发现改正。在DL / T516-2012《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》中7.2.6条,要求电压互感器二次辅助绕组接成开口三角的二次绕组不应装设熔断器或自动开关。对于开口三角一般接用零序电压表、XDL或者XXQ装置,系统正常运行时电压平衡开口三角电压为0,即使接线错误短路也不容易被发现,当开口三角出现电压时就容易烧坏电压互感器。

5.1接线错误及后果

图5所示是单母线分段系统,1TV、2TV为电压互感器。一般设计两段电压互感器二次带有并列切换装置。图6所示是电压互感器二次并列切换装置及TV二次小母线负荷电路,K1、K2、K3是切换装置内部继电器,引入到电压小母线,TV二次接用微机保护继电器WJBH、消谐器XXQ1(2)、小电流接地选线装置XDL,其中接入WJBH的三相电压带有分相断路器,当一相短路跳闸时,微机保护判断TV断线。其中XDL装置有4组通道,每段TV开口三角电压接入对应的零序电压通道。图中正确接线是1TV接入U1-N通道,2TV接入U2-N通道。按照规程的要求,开口三角二次电压小母线及负荷不设断路器或者保险。当系统I段母线系统有单相接地点时,U1dc-N母线有电压,U2dc-N母线没有电压输出。如果辅助绕组接线有错误短路就会烧毁TV,例如图7和图8所示,图中TV辅助绕组连接XDL装置接线出现了错误。图7中1TV、2TV辅助绕组dc端错误接入XDL装置N端,1TV、2TV辅助绕组N端错误接入XDL装置U1、U2端子,TV辅助绕组出现零序电压时,相当于1TV、2TV辅助绕组并接在一起短路,后果是1TV、2TV都烧毁。图8中1TV辅助绕组dc端错误接入XDL装置N端子,1TV辅助绕组N端错误接入XDL装置U1端子,2TV辅助绕组N端接入XDL装置N端、dc端接入U2端子。1TV辅助绕组出现零序电压时,相当于1TV辅助绕组接地短路,后果是1TV烧毁。现场此类问题导致TV烧毁、误动、拒动等的情况时有发生,所以在设计、制造、安装、检修试验等要特别关注,防止接线错误导致事故发生。

5.2 TV切换并列装置接线问题

另外需要提一下,在图6中TV二次输出经过并列装置内部K1、K2继电器接入电压小母线。图9所示是TV切换并列装置控制电路图,K1励磁的条件是图5中断路器手车位置或者隔离开关辅助点1G闭合,K2励磁的条件是断路器手车位置或者隔离开关辅助点2G闭合。当出现直流接地需要选线时,断开直流母线KM后,继电器K1、K2或者K3失电,电压小母线失压。容易发生微机保护继电器判断错误误动。所以建议操作时要采取措施,或者修改TV并列装置控制电路,防止断开直流时误断电压小母线而发生误动作跳闸。

6结论

10kV母线接地故障的分析处理 篇10

研究目的:目前电力系统使用的小电流接地选线系统, 在使用过程中存在选线正确率偏低的问题, 给电力网安全运行带来一定的风险。传统的单相接地采用的问题①分割电网法、②短时间切断线路法试拉线路, 但当出现两条及以上的线路发生同名相接地故障时, 采用以上两种方法就很难辨出故障线路。

电力系统最常见同时也是最危险的故障是发生各种类型的短路。短路的类型包括三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路。不同类型的短路发生的概率是不同的, 大量统计数据表明, 电力系统中, 单相接地短路次数占所有短路次数的75%以上。若发生单相接地故障后电网长时间运行, 会严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。

配电线路单相接地故障的危害:①长时间运行, 将烧毁电压互感器, 造成设备损坏、大面积停电事故。②单相接地故障发生后, 可能发生间歇性弧光接地, 也可能造成谐振过电压, 使线路上的绝缘薄弱点击穿, 造成严重的短路事故, 也可能发生电气火灾事故。③如果发生导线落地这一类单相接地故障, 对于行人或线路巡视人员 (特别是夜间) , 可能发生跨步电压引起的人身伤亡事故。

本文通过一起判断单母线分段及出线接地故障, 讲诉了新的处理方法、步骤。

1 事故过程

1.1 正常运行时35k V东风变一次主接线

如图1, 为正常运行时35 k V东风变的一次主接线, 系统供电方式为:东风变#1主变运行带全站负荷, #2主变热备用。10k VⅠ、Ⅱ段母线PT分运。

1.2 事故概况及保护动作情况

2015年1月5日14时28分, 因一辆建房吊装车辆违章作业误碰断同杆塔架设10k VA、10k VB线C相导线, 微机告警窗口显示:东风变电站10k VⅠ、Ⅱ段母线接地告警。一次系统图显示10k V母线三相电压不平衡, A、B两相升至为线电压, C相电压为零。如图2所示。

2 事故分析

2.1 事故推断

根据金属性接地的电压特征:故障相电压为零, 非故障相电压升高为线电压。由此可判断为:该变电站10k V系统C相金属性接地故障。

出现10k V金属性接地故障的原因, 大致可分为以下几类:①10k V单一线路接地故障;②两条及以上线路同名相接地;③10k V母线设备故障。

我国规定35k V及以下电压等级系统采用中性点非直接接地方式 (包括中性点经消弧线圈接地方式) , 在这种系统中发生单相接地故障时, 不构成短路回路, 接地电流不大, 所以允许短时运行而不切除故障线路, 从而提高供电可靠性。但这时其他两相对地电压升高为线电压, 这种过电压对系统运行造成很大威胁, 因此值班人员必须尽快寻找接地点, 并及时隔离。

2.2 接地故障的寻找方法、步骤

分割电网法:如图3所示:合上#2两侧开关, 拉开10k V母线分段100开关, 判断故障区域;拉开10k V母线分段100开关后, 10k VⅡ段母线电压恢复正常, 10k VⅠ段母线电压未恢复, 判断为10k VⅠ段母线C相接地。

短时间切断法:利用短时间切断法对10k VⅠ段母线各出线分别试拉路查找故障线路, 拉开10k V A线1101开关, 接地未消失, 再合上10k V A线1101开关, 恢复供电;拉开10k V B线1102开关, 接地未消失, 再合上10k V B线1102开关, 恢复供电;拉开10k V C线1103开关, 接地未消失, 再合上10k V C线1103开关, 恢复供电;拉开10k VD线1104开关, 接地现象未消失, 再合上10k V D线1104开关, 恢复供电。通过对10k VⅠ段母线各出线分别试拉路, 未能找出接地故障线路, 排除10k V单一线路C相接地故障。判断为站内10k VⅠ段母线设备故障或两条及以上线路同名相接地故障。当10k VⅠ段母线各出线开关全部拉开, 10k VⅠ段母线电压恢复, 排除10k V母线设备故障;判定为两条及以上线路同名相接地故障。如图4所示:当依次拉开10k VD线、10k VC线、10k VB线、10k VA线时, 10k VⅠ母线电压恢复正常, 可排除10k VⅠ母线接地故障, 判断为10k VA线C相接地故障, 同时10k VB、10k VC线、10k VD线中至少有一条线路C相接地。

逐一试送线路法:当出现两条及以上线路同名相接地故障时, 则应拉开10k VⅠ段母线所有出线开关后, 逐一试送, 查找故障点。如图5所示:依次试送时, 当合上10k V D线1104开关后, 10k VⅠ段母线电压正常;当合上10k V C线1103开关后, 10k VⅠ段母线电压仍然正常, 即怀疑10k V B线与10k V A线同名相接地。当合上10k V B线1102开关后, 10k VⅠ段母线电压出现异常, 显示C相接地, 如图6所示:再次拉开10k V B线1102开关, 电压恢复正常判定10k V 1102 B线C相接地。即判定为10k V B线与10k V A线同时出现C相接地故障。

2.3 接地故障的后续处理

如图6所示:指令变电运维人员将10k V1101 A线与10k V1102 B线分别由热备用转检修, 通知线路运检单位处理, 通知95598值班人员并汇报公司相关领导。

处理完毕后, 恢复原正常运行方式。通知95598值班人员并汇报公司相关领导。

3 结论

出现10k V金属性接地故障的原因, 大致可分为以下几类:①10k V单一线路接地故障;②两条及以上线路同名相接地;③10k V母线设备故障。

从处理接地故障步骤中可以看出, 可采用三种方法:①分割电网法;②短时间切断法;③逐一试送线路法。

4 效果

通过逐一试送线路法, 在单母线发生单条或多条线路发生同名相接地故障时, 就能快速排查出接地故障线路, 从技术上解决了传统的单相接地采用①分割电网法、②短时间切断线路法试拉线路, 很难辨出故障线路的弊端。快速排查出接地故障线路从安全角度避免了单相接地对设备的进一步损坏、事故的扩大和人身安全的威胁, 从经济效益上分析降低了电网的损耗。

参考文献

[1]国家电网《电网调控运行人员》使用手册.2013.

[2]国家电力调度运行实用技术问答.2000.