6-35kV小电流接地系统常见电压异常情况分析

刘其宾

摘 要：基于对6-35kV小电流接地系统常见电压异常情况的探讨研究，本文首先从6KV和35kV小电流接地系统中的电压异常问题入手，然后，对处理6-35kV接地系统电压异常情况的有效策略进行分析，希望能够为有关人士提供帮助。

关键词：6-35kV小电流;接地系统;电压异常

中图分类号：TM862 文献标识码：A

引言：

对于6-35kV供配电系统日常运行而言，监视系统母线电压并将其控制在额定范围内具有非常重要的意义，这是电气设备安全可靠运行的根本保证，也是企业安全文明生产的必要基础。实践证明，6-35kV小电流接地系统中电压异常的现象非常频繁，只要能及时判断导致异常状况的原因，并采取有针对性的处理措施，就能在有效解决电压异常问题的基础上，确保供配电系统的安全经济、优质可靠运行，为企业的发展和社会的和谐稳定做出积极的贡献。

一、6-35kV小电流接地系统常见的电压异常情况

（一）6kV小电流接地系统中的电压异常

一般情况下，在6kV小电流接地系统中，铁芯的磁通饱和会引起电流与电压波形畸变的问题，从而产生谐波。在线路较长或者是互感器励磁电感及CO较大的情况下，回路自振频率会相应降低，进一步加大分次谐振出现的机率而产生过电压;通常情况下会在开启、停运大型电力设备或者发生故障的时候出现。如果线路比较短，且互感器励磁电感与CO较小，自振频率则会大幅升高，进而产生高次谐波谐振过电压的现象。

根据相关研究报告看，基波与高次谐波谐振电压基本上不会高于3p.u.，所以只要加强设备的弱绝缘强度，就可消除其带来的威胁而衍生事故。但此时由于互感器喷油冒烟以及高压保险丝熔断等异常现象，引发的接地指示信号误动作要注意分辨。从分次谐波谐振的角度上来看，受到电压互感器铁芯饱和严重的影响，过电压通常处于2p.u.之下，若是出现励磁电流骤增的现象，高压保险丝就极易被熔断，甚至造成互感器烧毁的后果。

（二）35kV小电流接地系统中的电压异常

1.单相接地

单相接地故障在6-35 kV系统中其实十分普遍，可将其划分为金属性单相接地及非金属间歇性单相接地这两种类型，在6-35 kV系统处于正常运行状态的时候，各相电压表中的显示为相电压。对金属性单相接地而言，接地相电压在绝缘监察装置中的显示为零，而与非故障相对地电压则升高至线电压，此时电压互感器辅助绕组的开口三角两端会因不平衡而产生电压，致使绝缘监察电压继电器启动，发出接地信号与警报。对于非金属的间歇性接地而言，故障相电压会降得很低且有摆动现象，非故障相电压则与其相反，但与线电压间仍有一定距离，此时电压互感器辅助绕组开口三角两端仍会因不平衡而产生电压，但接地电流也并未达到完全接地时的状态，若能到达电压继电器启动值，也会有接地信号和报警。但这种间歇性的动态过程，会产生过电压而威胁電气设备的绝缘。若不及时处理会形成短路故障的恶性循环事故。

2.电压互感器熔丝熔断

电压互感器如图1所示。在35 kV小电流接地系统中，电压互感器熔丝熔断有两种情况，分别是一次及二次侧熔丝熔断，也就是高压与低压熔丝熔断。首先，在单相高压熔丝熔断的情况下，相比较正常相电压而言，故障相电压较小但不会降至零，非故障相电压则与正常标准相同，一般来讲相角是120。取单相接地时电压的三分之一，即为开口电压理论值，大概是33 V，与此同时，绝缘监察电压继电器动作并发出接地信号。

其次，在低压熔丝熔断的时候，一次侧三相电压的状态仍然比较平衡，此时二次侧三相电压反应与上述高压熔丝熔断无甚差异。但是受到熔丝熔断发生位置在低压侧的影响，因此，其中只会有一个绕组电压出现变化，零序电压不会发生于开口三角端，在电压为0的情况下也就不会发出接地信号[1]。

图1 电压互感器

3.线路断线

35 kV系统三相电压失衡其实是线路断线后的正常反应，其与线路接地表现方式比较接近，所以判断区分的难度也比较大，具体来讲，在35 kV系统出现线路单相断线问题之后，一方面会导致三相电压失去平衡，另一方面也会引起线电压值的变化（多为下降）。在上一电压等级线路单相断线的情况下，故障相电压会相应提高，但基本上不会超过相电压1.5倍值，同时非故障相电压会降低;而在下一电压等级线路单相断线的时候，则三个相电压均呈下降趋势，词汇故障相电压比较低，两侧开口电压统共能达到50 V。另外，相关人员应明确认识到，处理35 kV系统线路断线的方式，和单相接地故障处理方式是相同的。

二、处理6-35kV小电流接地系统中电压异常问题的有效策略

（一）降低或消除铁磁谐振过电压的影响

首先，在选择电压互感器的时候，应确保其具备较好的励磁特性，结合具体情况选用电容式电压互感器也可以。此外，串联使用两个特性相同的电压互感器，也能使互感器状态处于非饱和区，如果能与互感器柜尺寸相符，其也能发挥较好的作用。

其次，可将阻尼电阻R≤0.4πT加装于电磁式电压互感器的开口三角形绕组中，这对于6KV小电流接地系统中谐振影响的消除非常有利。经实践证明，非线性电阻的效果更好，不仅冷态电阻非常小，且在100 V工频电压下也能缓慢提高电阻值至大概100Ω，进而使互感器容量要求得到满足。

（二）有效处理单相接地故障

调度人员必须掌握单相接地故障处理技术，这是机电厂调度运行中最常见的工作。以某电网的变电站故障为例，在35 kV副母线接地信号动作的情况下，以零母线故障相电压为故障主要表现形式，此时非故障相电压会上升至35 kV，消弧线圈动作，开口电压是100 V。将这些数据作为根据来分析判断，可得出此次为线路B相金属性接地故障，直接负责的调度员按照判断结果，立即操作处理35 kV副母线，直至消除35 kV副母线接地信号为止，此时35 kV副母线电压异常情况也会恢复。

（三）及时解决电压互感器变熔丝熔断的问题

某地35 kV接地系统中正母线出现电压互感器高压熔丝熔断故障，其主要表现就是35 kV正母线存在接地信号，三相电压为UA=Uc=22 kV，UB=15 kV;此时开口电压为33 V，消弧线圈仍未出现动作。经由分析判断后可以得出结论，这一问题是由B相高压熔丝熔断导致的，调度人员检查之后确认35 kV正母线中，电压互感器B相高压熔丝确实已经受损而无法再用，与上述理论依据也是相符的。

（四）注重对线路断线故障的处理

以浦东电网220 kV南汇变电站为例，某次故障中发现南汇3958、南大3943以及南三3940线路处于没有电流的状态，后两条线路电压回路断线，直流系统故障灯光亮起，同时35 kV正母线接地灯也亮过，但目前已灭。由此可以判断出导致故障的原因为南汇3958线路B相断线，在巡线之后进一步确认判断正确，采取隔离处理措施后35kV小电流接地系统中电压异常情况得以消除[2]。

结束语：

为确保6-35kV小电流接地系统电压异常问题处理的有效性，调度员不仅需要做到对常见电压异常情况基本特征的掌握，具备丰富的专业知识、实践经验，在最大程度上保证问题判断与处理的准确性，进而提高电网运行的安全性与稳定性。现在社会运行对小电流接地系统的要求也越来越高，需采取必要的措施，在提高整体运行效率与安全性的基础上，推动自身健康的可持续发展。

参考文献

[1]陈志樑. 35kV小电流接地系统常见电压异常情况分析[J]. 供用电， 2012， 29（2）.

[2]周鹏. 煤矿6kV小电流接地系统选线设计[D]. 青岛理工大学， 2012.