一起小电流接地系统单相断线故障分析

余哲

摘 要：本文对一起小电流接地系统35kV线路单相断线故障进行了理论计算分析，得出了单相断线后的变压器各侧母线电压变化规律，对今后类似故障的判断及处理具有一定的借鉴作用。

关键词：小电流接地系统；单相断线；电压

近几年，随着城市建设步伐加快，不接地系统线路接地和断相的现象有所增加，或是负载原因，或是外力破坏在本地区近年的配网线路中发生过几起。文章针对一起35kV系统单相断线故障，进行深入分析及研究。

1 故障情况

變电站一次接线如图1所示，正常运行时，35kV B站由甲线供电。某日10：06 A站35kV I母电压不平衡，A相20kV，B相20kV，C相23kV。35kV B站低压侧电压不平衡：A相6kV，B相3kV，C相3kV。令值班员现场检查。10：15发现B站负荷从23MW急剧下降至2MW。

2 处理过程

考虑故障侧10kV母线两相电压下降到正常相电压的一半，与正常侧10kV母线存在电压差，若采用10kV侧合解环调电方法，合环时将导致较大的不平衡电流，并且影响到主变的正常运行和负荷供电。因此，不宜采用10kV合解环方法调电。也考虑到35kV B站进线有备自投，且大量负荷已甩掉，所以决定直接将断线线路拉停，B站负荷靠自投恢复[1]。10：25拉停甲线后A站、B站电压恢复正常。

3 事故现象分析

中性点电压的大小与断线线路对地电容在系统中的所占份额有关，当母线上只有唯一一条线路且缺相运行时，=+ON=。实际运行时，各相对地电容不完全对称，且A站35kV I段母线上有多条线路运行，断线相对地电容电流变化不大，所以ON<，<<，、略为减小。所以A站35kV母线电压现象为断线相电压升高，正常相电压略为降低。

对于B站（负荷侧），正常运行时，10kV母线相电压三相平衡，均在6kV左右。以A相为参考相，甲线C相断线后，负荷端高压线圈上的电压为=Ue，=Ue，=0。其中，U为相电压数值。根据对称分量法，有：

从计算结果可以看出，35kV甲线C相断线时，B站10kV侧母线电压变化情况为一相（A相）对地电压正常，两相（B、C相）相电压降低至正常相电压的一半。

4 结论

①小电流接地系统线路单相断线时，如果断线相对地电容减小不多，则电源侧中性点不平衡电压不大，故障特征不明显，反映到电压互感器开口三角上电压达不到继电器的动作值时，不会发信号，但三相对地电压仍有差别，断线相电压升高，非断线相电压略降。②对于负荷侧，由于电源缺相，三相对称性被破坏，三相动力负载将全部不能运行，唯有电阻性负载可以继续存在，但不能正常工作，因此将失去大部分负荷，通过Y/Δ-11变换后，低压侧三相对地电压严重不平衡，一相正常，其他两相降为1/2相电压。变压器后备保护的负序电压元件将会动作，但由于没有零序分量，母线接地告警装置不会动作，因此故障特征比较明显，可以作为断线判据。

所以，在中性点不接地系统中判别断线的依据在负荷侧，而不在电源侧。线路缺相运行，不仅影响供电质量，且严重影响负载设备的正常运行，甚至使负载电机等设备损坏，所以必须立即退出运行。

参考文献：

[1]国家电力调度中心.电网调度运行实用技术问答[M].北京：中国电力出版社，2008.