380V小电流接地系统单相接地故障分析与查找

李胜江

[摘  要]380V小电流接地系统因其变压器中性点接地方式的不同，发生单相接地故障时特点也不同，因此查找接地方法不同。传统的早期380V小电流接地系统查找接地方法是负荷瞬间停电，接地现象消失，来判断查找接地。新机组380V小电流接地系统安装了小电流接地选线装置，发生单相接地故障时，装置来支路报警，据此来查找接地，相比要简单迅速得多。本文重点对变压器中性点经高电阻接地的380V厂用电系统的特点及发生单相接地故障时电流与电压变化分析，从而快速查找未安装小电流接地选线装置的接地支路方法。

[关键词]变压器中性点  高电阻接地  特点  故障分析  查找方法

中图分类号：TF762.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0271-02

前言

随着我国电力系统科学技术水平的提高，越来越多的自动化程度高的小电流接地选线装置投入使用，其灵敏度与选线准确程度也逐日提高。近年来，新建机组的380V厂用小电流接地系统，均安装有接地选线装置，当380V小电流接地系统发生单相接地故障时，因选线装置自动选线，查找接地支路也就容易的多。但早期的380V厂用小电流接地系统无自动选线装置，查找单相接地故障，相比之下就难得多，本文重点对早期380V小电流接地系统发生单相接地故障做深入分析和如何查找。

1 380V厂用电系统接地种类及特点

电力系统按接地处理方式可分为大电流接地系统和小电流接地系统。大电流接地系统包括直接接地、电抗接地和低阻接地，小电流接地系统包括高阻接地、消弧线圈接地和不接地。

我国火力发电厂380V厂用电系统通常为中性点直接接地及经高电阻接地两种运行方式。 变压器中性点直接接地380V厂用电系统多为照明段、检修段、以及外围的除尘段、输煤段等，这些母线上通常接有220V负荷，变压器中性点直接接地原因是为获取220V电源，其380V厂用电母线或负荷发生单相接地时会因负荷过电流而开关跳闸，或因过流导致变压器低压侧开关跳闸，切除故障，但同时也可能导致380V母线失电，不利于安全生产。

变压器中性点经高电阻接地的380V厂用电系统多为380V厂用工作段、公用段、保安段等，其所接负荷多为重要三相对称负荷，不需要220V电源，其各段母线或负荷发生单相接地故障时，故障相因有高电阻限流从而变压器开关不会跳闸，但会使故障相电流增大，母线相对地电压降低，变压器中性点出现零序电压，从而向监控系统发“380V某段母线接地”光字牌。这种小电流接地系统发生单相接地优点是不破坏系统线电压的对称性，且故障电流较小，不影响对用户的连续供电，但接地持续运行一段时间，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间故障。若是弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，使事故扩大化，影响用户的正常供电，破坏系统安全运行。因此380V小电流接地系统发生单相接地故障快速查找接地支路，及时消除故障尤为重要。

2 380V小电流接地系统发生单相接地故障分析与判断

380V小电流接地系统发生单相接地故障原因通常为金属性接地、电弧接地、电阻接地。对于金属性接地相当于厂用系统母线或负荷某相直接接地，接地电阻为零。电弧接地相当于某相接地时伴有电弧，接地电阻时高时低。电阻接地相当于某相经固定的电阻接地，如人员误接照明灯等情况。下面以长二热1、2号机组380V厂用电小电流接地系统为例，在该系统母线没有安装小电流接地选线装置的情况下，380V厂用系统母线或者负荷发生单相接地故障特点进行深入分析，进而快速查找接地，消除故障。

长二热1、2号机组各低厂变、公用变、化学变、保安变等低压380V侧变压器中性点经高电阻R=110Ω与电压继电器YJ并联接地，正常运行时，因++=0，变压器中性点零序电压3U0=（++）=0。当380V厂用系统发生单相接地时，++≠0，即中性点零序电压3U0=（++）≠0，也就是电阻R上有电压，电压继电器YJ励磁，再经过时间继电器SJ，向控制室DCS发出“380V某段母线接地”信号，用以告知值班人员加以处理。

当380V厂用系统某相发生金属性接地，相当于接地相对地接地电阻为零，切换绝缘监察装置，接地相对地电压为0，非故障相对地电压为380V。380V厂用母线及负荷单相金属性接地时，非故障相三相负荷电流不变，故障相电流I故障相=I负荷+I接地，I接地=U相/R=220V/110Ω=2A，也就是故障相比非故障相多2A电流。

当380V厂用系统某相发生电弧接地，相当于接地相对地接地电阻为可变电阻，切换绝缘监察装置，接地相对地电压在0V～220V变动，非故障相对地电压为220V～380V变动。380V厂用母线及负荷单相电弧接地时，非故障相三相负荷电流不变，故障相电流I故障相=I负荷+I接地可变，I接地可变=U相/（R+R可变）=220V/（110Ω+R可变）=低于可变2A，也就是故障相比非故障相多低于2A可变电流。

当380V厂用系统某相发生电阻接地，相当于接地相对地接地电阻为不变电阻，切换绝缘监察装置，接地相对地电压在稳定低于220V电压，非故障相对地电压为大于220V而小于380V。380V厂用母线及负荷单相电阻接地时，非故障相三相负荷电流不变，故障相电流I故障相=I负荷+I接地，I接地=U相/（R+R接地）=220V/（110Ω+R接地）=低于2A，也就是故障相比非故障相多了低于2A电流。

通过以上分析，当发生380V厂用系统某相单相接地时，可以用钳形电流表，分别测量母线上所有负荷三相电流，当测量发现某负荷有2A以内不平衡电流时，可以判断该负荷发生接地，通过瞬停该负荷加以确定，如果所有负荷未发现不平衡电流，可以判断母线接地或母线电源接地。对于负荷电流很大时，即使此负荷接地，但接地电流很小，此时测量不平衡电流很小，很难分辨是否接地，只能通过传统方法，瞬停负荷逐一查找。下面通过长二热1号机组380V公用Ⅱ段发生单相接地为例，加以说明接地故障判断与快速查找与消除。

2013年12月11日10时15分，1号机组DCS来“380V公用Ⅱ段母线接地”光字牌，切换绝缘监察电压表，A相、B相对地电压均为280V，C相对地电压为120V，且稳定不变。10时36分，接地光字牌自动消失，切换绝缘检查电压表，A相、B相、C相对地电压均为220V。15时50分，1号机组DCS来“380V公用Ⅱ段母线接地”光字牌，切换绝缘监察电压表，A相、B相对地电压均为280V，C相对地电压为120V，且稳定不变。就地用钳形电流表分别测量各负荷电流，发现380V煤斗间B段动力盘A、B、C相电流分别为：0.6A、0.6A、1.2A，且电流恒定不变，怀疑该段动力盘上有人接引单相负荷，立即到煤斗间B段动力盘查找，发现动力盘一负荷盘柜电源开关下口检修人员私自接引了一200W照明灯，令其立即拆除，1号机组DCS内“380V公用Ⅱ段母线接地”光字牌消失，切换绝缘监察电压表，A相、B相、C相对地电压均为220V正常，就地测量380V煤斗间B段动力盘A、B、C相电流分别为：0.6A、0.6A、0.6A正常。  事后分析，此次380V厂用公用Ⅱ段单相接地，相当于电阻接地，所以： I接地=U相/（R+R接地）=220V/（110Ω+R接地）=220V//（110Ω+220V2/200W） ≈0.6A，I故障相=I负荷+I接地=0.6A+0.6A=1.2A。

3 结束语

终上所述，变压器中性点经高电阻接地的380V厂用电系统发生单相接地故障时，无论发生金属性接地、电弧接地或者电阻接地，均可用通过测量负荷电流是否平衡来判断回路接地与否，这种方法简单、方便、快速。但对于电流大的负荷或者正常负荷的不平衡电流较大，这种方法很难辨别，只能通过传统的利用瞬停负荷方法查找接地。

早期上世纪80年代机组的380V厂用电变压器中性点接地方式有的通过切换把手长期投入中性点电阻，有的因切换装置长久失修，电阻未投入使用，从而变压器中性点为不接地状态，此种状态的380V厂用电系统发生单相接地，接地电流只是电容电流，其数值较小，利用测量负荷电流方法判断接地支路很困难，只能通过瞬停负荷，进行选择查找接地。本世纪初新建机组380V厂用电小电流接地系统，变压器中性点均接有电阻，并安装有小电流接地选线装置，发生单相接地时，小电流接地选线装置自动选线报警，准确快速，便于查找处理，如果小电流接地选线装置选线错误报警，也可以通过上述方法查找接地。

总之，380V小电流接地系统不管采用何种方式接地，当发生系统单相接地时，必须及早根据具体情况进行具体分析判断，尽快查找接地支路，及时消除故障，从而保证安全生产。

参考文献

[1]东北电业管理局调度通信中心编著. 《电力系统运行操作和计算》.