苏州市区中性点小电流系统特殊单相接地事故的处理

（苏州供电公司电力调度中心）

苏州市区中性点小电流系统特殊单相接地事故的处理

殷一洲

（苏州供电公司电力调度中心）

在中性点小电流接地系统中，单相接地故障是最常见的事故种类之一。对单相接地故障接地点的判断是处理此类事故的关键点。而对一些现场工作中遇到的现象特殊的单相接地事故的排查和处理则是日常调度工作中的难点。本文以苏州地区的若干次特殊形式的单相接地为蓝本，通过案例分析的方法，阐述了在不同情况下处理此类事故的成功经验。总结出了处理中性点小电流系统单相接地事故的一般方法。

苏州；小电流接地系统；单相接地；接地点判断；处理方法

0 引言

苏州市区输配电网系统由35kV、20kV、10kV三个电压等级组成，其中20kV系统和三个110kV变电站的10kV出线系统采用中性点经阻抗接地方式即大电流接地系统；其余全部35kV系统和大部分10kV系统为中性点经消弧线圈接地方式即小电流接地系统。中性点接地方式的不同导致了继电保护配置的不同，前者在出线与主变低压侧均配有零序电流保护，而后者不配置该保护[1]。这种继保配置的不同造成了单相接地事故发生时故障现象的差异，即大电流系统单相接地直接跳闸，小电流系统单相接地不跳闸，按规定可继续运行2h。由于小电流系统架空线较多较长，单相接地事故是该系统最常见的事故之一。其中大多数事故较为简单明了，也有一部分比较特殊复杂[2]。下面就小电流系统接地事故,结合现场实际工作的经验和体会做一个简单的介绍和分析。其侧重点在于一些特殊的、过程较复杂的接地事故。

1 小电流系统接地事故的故障现象和一般处理原则

1.1 小电流系统接地事故的故障现象表现

接地相相电压为零，非接地相相电压升至线电压。

1）3U0电压明显增高。

2）消弧线圈有明显的补偿电流。

3）伴有断线的接地故障，根据断线点在电源侧或负荷侧的不同，对三相电压会有不同的影响，断线线路的断线相电流明显降低。

4）装有小电流系统接地选线装置的有相应接地信号[3]。

1.2 小电流系统接地故障的一般处理原则

1）母线上有带电作业线路的应立即联系工作负责人，询问是否因工作引起。若确系工作引起应立即停工，排除干扰因素。

2）通知相关单位现场检查，基本排除变电设备接地后，准备试拉线路。

3）试拉前落实短时停电通知。试拉顺序可根据选线装置报警情况、以往事故情况和电流变化情况制定。特别注意，用户专线、保电线路应放在最后次序拉开，且试拉前应告知相关用监。

4）确定接地线路后，通知相关巡线人员检查线路，寻找接地点，设法隔离故障。

5）在确定接地线路后，于接地线路上寻找接地点有困难时，可以从线路末尾逐段拉开配网开关，当电压恢复正常时即可判断接地段，对该段线路再行细查，必能找到接地点。也可根据接地线路联结方式灵活处理，以加快寻找接地段的速度。对于含有电缆的线路也经常采用电缆绝缘试验，判断电缆是否存在故障。

2 特殊接地故障的实例分析

按照上文原则一般的小电流系统单相接地、断线接地或者虚幻接地均可妥善解决。一些较为罕见的情况则需要根据实际情况，采取特殊的处理方式。下面就几个笔者处理的特殊接地事故做一些简单的介绍和分析。其中第一个较为简单，后两个较为复杂。值得一提的是三次事故几乎发生在同一天中。

2.1 案例一

太平变10kV I段母线115莲港线连续换相接地事故，115莲港线线路接线如图1所示。

图1 115莲港线示意图

（1）事故过程

2013年8月29日晚19：00监控告太平变：10kV I段母线C相接地，三相电压为（A： 10.4 kV、B ：9.2 kV、 C：1.2 kV），通知变电运维张某，告配电调度远程工作站。

19：50变电运维张某告现场一、二次设备检查正常，20：00经试拉查系115莲港线接地，告配电调度远程工作站；20：55 应配电运维张某某要求，口令拉开115莲港线9123盛泽村开关，接地消失，电压恢复正常。

22：00变电运维张某告：太平变10kVI段母线A相接地（A：1.03 kV、B：10.53 kV、C：9.7 kV）、告配电调度远程工作站、告配电运维张某某，经试拉仍系115莲港线单相接地，告配电调度远程工作站、告配电运维张某某。

8月30日 0：17应配电运维张某某要求，口令拉开115莲港线7895欣盛模具开关，接地消失，电压恢复正常。

1：13配电运维张某某告113#杆避雷器击穿，已隔离，不影响运行，9123盛泽村开关以下巡线无异常要求试送。1：15口令合上115莲港线9123盛泽村开关，电压正常。

2：30配电运维张某某告#73-1-13-2杆用户故障，现已隔离，其余巡线无异常，要求合上115莲港线7895欣盛模具开关。2：33口令合上115莲港线7895欣盛模具开关，电压正常，告配电调度远程工作站。

（2）事故分析

此次事故起初发生时,是一次普通的单相接地事故，故障线路和故障点很快就被顺利找到。在成功隔离故障点2h后，同一条线路再次发生了单相接地事故且接地相发生了变化。从事后分析可以看出，这不过是一次偶然的巧合。两次事故相互独立，分别按简单的原则处理即可。但是一些缺乏经验的年轻调度员，在第二次事故发生时，曾经产生疑惑，认为此类事情不可能发生，进而迷茫不知从何下手。事实上在当时带有一定程度雷雨天气的情况下，一条长达数十公里的架空线，完全有可能发生两次不同的事故。此时只要调度员拥有足够的自信，坚决按照事故处理的一般原则果断处置，最终就能发现，看似特殊的同线换相接地事故，不过是两次简单接地事故的组合而已。

2.2 案例二

湘城变10kV I段母线113陆巷线、117枪堂线C相同相接地，湘城变10kV I段母线接线如图2所示。

图2 湘城变示意图

（1）事故过程

2013年8月30日19：50湘城变：10kV I段母线C相接地（A：10.6 kV、 B：9.77 kV 、C：0.9 kV），通知变电运维张某，告配电调度远程工作站。

20：00变电运维奚某告现场一、二次设备检查正常，20：35经逐条试拉合未发现接地线路。20：40经逐条拉开线路开关，暂不合上，发现117枪堂线拉开后，接地消失，电压恢复正常，即117枪堂线C相接地。

20：45在保持枪堂线开关拉开前提下，逐条试合已拉开的线路开关，发现113陆巷线开关合上后，母线电压又呈C相接地现象，即113陆巷线C相接地。立即口令拉开113陆巷线开关。

20：50在保持113陆巷线、117枪堂线开关拉开前提下，继续合上其他已拉开的线路开关，至其他线路开关全部合上，未发现电压异常。至此查明系113陆巷线、117枪堂线C相同相接地。

113陆巷线、117枪堂线开关均保持拉开，告配电运维张某某，告配电调度远程工作站。

21：30配电运维张某某告113陆巷线#21杆C相避雷器击穿，已更换，不影响运行。其他设备巡线正常。要求试送。21：32口令变电运维奚某合上113陆巷线开关，送电正常，告配电运维张某某，告配电调度远程工作站。

22：35 配电运维张某某告117枪堂线9446西界泾开关已自行拉开（自辖设备），其余巡线无异常，要求试送。22：40口令变电运维奚某合上117枪堂线开关，送电正常。

（2）事故分析

同一母线不同线路的同相接地，是小电流系统中较为罕见的现象。其困难在于如何发现接地线路。一旦找到了所有接地线路后，处理过程与普通的接地事故就完全一致了。因此发现同相接地线路才是解决此类事故的关键。

由于我们不可能预判会发生同相接地，在查找接地线路时一般仍按单条线路接地查找。即对该母线上所有线路依次拉合，观察电压变化。当同相接地发生时，此种查找方法不可能将各条接地线路同时全部隔离，因此第一轮试拉未能发现接地线路。同时现场运维汇报设备正常并排除了变电设备接地的可能。此时就必须考虑同相接地的可能性了。

在第二轮试拉中，没有将试拉线路立即合上，这样当117枪堂线开关拉开后电压恢复正常，从而说明三个问题：①117枪堂线C相确有接地；②尚未拉开的线路（118澄畔#1线）是正常线路，无需试拉；③其他同相接地线路一定在已经拉开的线路中。

明确以上三点后可以将第二轮试拉时拉开而未合上的线路逐条合上，并观察电压变化。此时决不能将117枪堂线再合上，否则仍然无法查明其他接地线路。在113陆巷线合上后，电压再次出现接地现象，从而说明以下两个问题：113陆巷线确有C相接地；不能排除尚未合上的线路仍有接地线路存在。因此必须拉开113陆巷线开关，继续合上其他线路开关。直至所有已拉开线路全部合上，未再发现接地线路。至此方可断定事故为113陆巷线、117枪堂线同相接地。

以上所述即为同相接地的一般查找方法，可见只要逻辑清晰，思维专注，即使比较复杂的情况一样可以通过试拉的简单手段判断出所有故障线路。

2.3 案例三

红庄变#1主变接地、线路跳闸、开关故障综合事故。红庄变接线如图3所示、热红线接线如图4所示、江远热电厂接线如图5所示。

图3 红庄变示意图

图4 热红线示意图

图5 江远热电厂示意图

（1）事故过程

2013年8月29日14：00红庄变35kV I段母线A相接地（A：7kV、B：29 kV、C：32 kV），后313热红线开关过流II段保护动作，开关跳闸。通知变电运维徐某某，告输电运检胡某，用监缪某某，江远热电厂值长陈某某。

14：40口令江远热电厂值长陈某某江远热电厂313热红线开关改为冷备用；14：50口令江远热电厂值长陈某某合上江远热电厂391新热线开关；14：55经区调许可后，许可江远热电厂值长陈某某#1，#2机组恢复并网，告区调张某。

14：56变电运维徐某某告红庄变现场一、二次设备检查正常；15：18用监缪某某告312塘北线停电通知已落实，15：20～15：21口令变电运维徐某某将312塘北线开关拉合一次（接地未消失）。

15:57口令变电运维徐某某拉开312塘北线开关，16：0口令变电运维徐某某将300母联开关备自投装置停用。16：08口令变电运维徐某某拉开301#1主变开关，16：11口令变电运维徐某某将3Y1I段母线压变、3Y1I段母线避雷器由运行改为冷备用。16：18口令变电运维徐某某将300母联开关充电保护启用。16：21口令变电运维徐某某合上300母联开关（电压正常）。16：24口令变电运维徐某某将300母联开关充电保护停用。16：26口令变电运维徐某某合上312塘北线开关。

16：22输电运检胡某告313热红线#32-33杆三相断股严重，要求全线改检修。16：30口令江远热电厂值长陈某某将313热红线线路压变、313热红线线路避雷器由运行改为冷备用。16：34口令变电运维徐某某红庄变将313热红线由热备用改为检修。 17：04许可输电运检胡某313热红线开始检修。

21：20 变电运维徐某某汇报红庄变3Y1 I段母线压变、3Y1I段母线避雷器，检查正常。21：23口令变电运维徐某某3Y1 I段母线压变由冷备用改为运行。21：36口令变电运维徐某某3Y1 I段母线避雷器由冷备用改为运行,电压正常。通知用监缪某某312塘北线负荷开放（排除35kV I段母线设备单相接地）。

21：47口令变电运维徐某某红庄变拉开301#1主变变压器侧闸刀，合上301#1主变开关（冲击开关内部），电压正常。21：50口令变电运维徐某某拉开301#1主变开关，合上301#1主变开关变压器侧闸刀。21：54口令变电运维徐某某合上301#1主变开关，合环，35kV I、II段母线A相接地。21：56口令变电运维徐某某拉开301#1主变开关，接地消失（判断系#1主变35kV侧至301#1主变开关间接地）。

22：10口令变电运维徐某某合上100母联开关（合环），拉开101#1主变开关（解环）。22：25～2：35口令变电运维徐某某拉开1101#1主变开关(前告区调)。22：40口令变电运维徐某某将130母联开关继保启用；合上130母联开关（合环），继保停用；拉开103#2主变开关（解环）。

23：10输电运检胡某汇报313热红线工作终结。23：16口令变电运维徐某某将313热红线由检修改为运行。23：18变电运维徐某某告313热红线开关故障，合不上，已联系检修处理。23：19通知变电运维徐某某中止操作，明确开关在热备用状态。23：23口令变电运维徐某某将313热红线开关由热备用改为冷备用。23：32许可变电运维徐某某313热红线开关检修。8月30日 0：15变电运维徐某某告313热红线开关检修工作终结。0：16～0：30口令变电运维徐某某将313热红线开关由冷备用改为运行，送电正常。

8月29日 23：45变电运维徐某某告红庄变#1主变油样不合格，要求#1主变改为冷备用。23：47口令变电运维徐某某将#1主变由热备用改为冷备用，告区调。8月30日0：07许可变电运维徐某某#1主变处缺工作，事故告一段落。

（2）事故分析

这是一起极其复杂的接地事故，其复杂性主要体现在以下两个方面：

1）罕见性，小电流系统的接地故障一般而言均由线路接地引起，变电设备接地比较罕见，主变接地更是仅见。

2）综合性，在此次事故中于主变接地的同时，伴有线路跳闸。线路故障排除后送电时又发生了开关故障，一时线路、主变、开关各种故障汇聚，大大提高了事故处理的难度。

此次事故发生后，在变电运维人员到达现场前，首先联系电厂人员将机组通过备用通道并网，维持了电网的稳定。

随后开始进行事故处理。事故处理的过程可以分为两个部分，313热红线跳闸和红庄变35kVI段母线接地。

313热红线跳闸按照电厂并网通道故障的原则处理，很快找到了故障点。在线路转入检修，许可工作后不久排除了故障。但在复役操作时又发生了开关故障，随即将开关改为冷备用，许可工作，并最终排除了故障。电厂并网线路故障和开关故障都不是复杂的电网事故，按照一般事故处理的原则，按部就班实施调度即可。

红庄变35kV母线接地是此次事故处理的核心和难点，在接地事故的处理中，接地设备的寻找成为了重中之重。

在起初仍按照母线接地的一般原则进行处理，对母线上剩下的唯一线路进行试拉。在该线路被排除后，主要考虑变电设备接地的情况。首先怀疑母线本体接地，在隔离了母线上的主变、压变、线路及避雷器后，通过300母联开关串供接地母线，结果电压正常，母线本体故障也被排除。由于压变、避雷器送电也未造成电压变化，在恢复312塘北线供电的同时，把怀疑集中到了主变上。

为了分辨接地故障发生在主变开关抑或主变本体上，与现场运维相关技术人员商议后决定利用主变开关主变侧闸刀在主变开关与主变间进行隔离，而后对主变开关进行单独冲击，冲击的结果排除了开关内部接地的可能。

此时明确了主变至主变开关间的故障范围，对主变进行了果断的隔离措施。随后的油样检查证明了判断。

此次事故后我们集思广益，总结了变电设备接地事故处理的基本原则：

1）首先对主变、压变、母线以外的变电设备逐个隔离。

2）如均排除接地可能的，应用外来电源空充母线、压变检查是否为母线本体接地或压变接地。

3）如母线本体及压变也排除接地可能的，基本确定为主变接地。条件允许的，主变开关属闸刀、开关结构可对主变开关单独冲击一次，以确定系主变至主变开关间接地抑或主变开关内部接地。

3 结束语

在接地事故的处理中，查找接地点始终是整个处理过程的核心环节[4]。查找接地点无论是一般的接地事故、同线多点换相接地还是多线同相接地抑或变电设备接地[5]。万变不离其宗，只要逐个使设备与系统隔离，一旦系统电压恢复正常，最后隔离的设备即为接地设备之一。再将已隔离的设备逐个恢复与系统的连接，一旦再出现接地电压，则最后恢复的设备也是接地设备之一。当然这个原则，可以变通可以灵活，但总的方向是不变的。

在电网运行中有时会发生一些比较特殊的情况，无论情况如何特殊，原则仍然是一样的。要善于透过现象寻找事物的本质，善于在错综复杂的情况下排除干扰，抓住主要矛盾和矛盾的主要方面；善于将复杂的问题简单化。而保持自信的态度，严谨的作风，则是确保事故处理正确的必要主观因素。

事实证明不存在找不到接地点的接地事故，只要胆大心细、逻辑清晰、严格按照调度规程办理，任何事故都是可以顺利解决的。

[1]王洪,梁志强,张忠民. 中性点非有效接地系统遇到的问题与对策[J]. 华北电力技术， 2011(8).

[2]王震，袁海星，张静，等. 一种基于ESMD的小电流系统故障选线新方法[J]. 机电信息， 2015(18) .

[3]刘志安,李友军,向保林. 小电流接地选线装置运行现状及对策研究[J]. 中国电力教育， 2011(30).

[4]吕立平，马光耀，谷君，等.基于配电自动化的小电流系统自愈技术研究[J]. 电气应用， 2015(S2) .

[5]孙式想，王洋洋. 小波变换在小电流系统故障选线中的应用[J]. 中国电业(技术版)，2011（7） .

2016-12-01）