一起220kV变电站不接地系统虚接地异常分析

黄杰，王洪俭，费平平，钟乐安

(国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，浙江 嘉兴 314000)

1 引言

虚假接地是指系统没有发生接地故障时，系统3U0较高出现接地告警的情况。如铁磁谐振、高压熔丝熔断、电压互感器二次接线错误等都会使零序PT或开口三角两端出现零序电压，并可能导致小电流接地补偿软件动作，出现虚接地现象，给调度与运检人员在故障判断、原因分析及异常处理时带来严重的困难，有时将错误判断异常及故障原因，严重影响处置效率、用户用电时间，并浪费人力物力，因此研究此类特殊的异常现象对电网稳定运行具有十分重要的现实意义[1-2]。

本文针对一起220kV变电站中性点不接地系统连续两次母线虚假接地异常进行了回顾梳理，分析了异常处理经过及异常产生的原因，为国内相似异常及事故处理提供经验与参考。

2 相关原理

消弧线圈的主要作用是在电网发生单相接地时产生电感电流以补偿电网电容电流，使故障点残流变小，达到自行熄弧、消除故障的目的。消弧线圈的使用，对抑制稳定电弧过电压，消除电磁式压变饱和引起的铁磁谐振过电压，降低线路故障跳闸率方面起到明显效果。

消弧线圈控制器主要用于测量并计算系统电容电流，控制有载开关实现消弧线圈自动跟踪补偿，对残流进行有效控制。

3 事件概述

3.1 事件经过

2020年1月17日，按计划停役35kVⅡ段母线，在拉开S线开关后，某变电站报35kV I、Ⅱ段母线接地，随后运检人员立即开始事故及异常处理，在拉开35kVI-Ⅱ段母分后，35kVⅡ段母线接地异常恢复，35kVI段母线仍报母线接地，随后调度试拉35kVI段母线上A线后，异常消失。

1月20日，某变电站报35kV I、Ⅱ段母线接地，母线保护TV断线，＃1接地变消弧线圈告警，35kV I、Ⅱ段母线电压A相25.26kV，B相26.38kV，C相14.24kV，3U0为35.65V。随后调度试拉35kVI-Ⅱ段母分后以上异常消失，试合35kVI-Ⅱ段母分后以上异常再次出现。随后将35kV＃1接地变停役后以上异常消失。

3.2 设备台账信息

消弧线圈控制器为北京电力设备总厂有限公司生产的JDK-9系列智能消弧接地补偿装置，型号为XDZJ-1100/35/6.6-50A，出厂日期:2016年8月1日，投运日期:2017年3月3日；交流真空接触型号为浙江振光真空电气有限公司的CKJ5-125，额定电压交流1140V AC，额定电流:125A，出厂日期:2016年8月1日，投运日期:2017年3月3日。

4 详细处置情况及分析

1月17日，调度试拉35kVI段母线上A线后，接地异常消失后，安排输电运检中心及变电运检中心分别开展线路巡线与站内间隔设备排查，但未找到接地点，当日晚上安排电缆班进行出线电缆绝缘检测，检测数据达标。

35kVⅡ段母线停役时，由于＃1接地变消弧线圈真空接触器已经故障、＃2接地变停役，35kVI-Ⅱ段系统处于欠补偿状态，容性电流大于感性电流。当拉开电缆出线S线开关后，容性电流减少，系统处于谐振点附近，因此报母线接地信号。随后当拉开35kVI-Ⅱ段母分后，35kVI段母线仍处于谐振点附近，且真空接触器已损坏无法投入阻尼电阻。在拉开A线后，容性电流减少，35kVI段母线离开谐振点，处于过补偿状态，因此接地异常消失。

1月20日，再次现场检查站内设备情况，到＃1消弧线圈控制器查看运行参数时，发现装置死机，经专业确认带电重启。重新启动控制器后，控制器自动开始降档操作，监控后台开始报接地故障:35kV I、Ⅱ段母线接地，母线保护TV断线，＃1接地变消弧线圈告警。随后调度试拉35kVI-Ⅱ段母分后以上接地相关异常消失。若按照正常35kV不接地系统单相接地时，试拉35kVI-Ⅱ母分后，应保持35kVI或35kVⅡ段母线继续存在接地点，继续逐个间隔试拉，查找故障点。

但实际情况为:调度试拉35kVI-Ⅱ段母分后接地异常消失，此时35kV I段母线欠补偿状态，35kVⅡ段母线过补偿状态，再次合上35kVI-Ⅱ母分后接地异常又出现，两段母线并列运行后处于系统谐振点附近。故现场初步分析判断为＃1接地变消弧线圈故障引起的虚假接地，随后调度拉停＃1接地变后，异常消失。

1月20日，对A线、母分开关、S线试送后，没有报母线接地，母线电压正常。

1月21日，运检人员前往某变电站现场进行＃1接地变相关检查，发现＃1接地变消弧线圈室内真空接触器QCA线圈接线烧损，线圈上存在铜绿，疑似湿度过高引起，＃2接地变相同位置无铜绿，＃1接地变消弧线圈高压试验正常、消弧线圈控制器检验正常。

图1 真空接触器烧毁情况及铜绿图

真空接触器QCA主要负责阻尼电阻的投切工作(防止输出回路构成等幅震荡引起谐振，在线路中串联或并联电阻来消耗掉一部分能引起震荡的能量，此电阻为阻尼电阻)。本所消弧线圈装置采用大功率耐高压特制的无感阻尼电阻，在系统正常运行时并接于消弧线圈二次线圈回路，用来限制串联谐振过电压，使谐振点位移电压小于15%相电压。当系统发生单相接地时，无源控制双向可控硅快速将阻尼断开，使残流小于10A(一般小于5A)，防止发生间隙性电弧及烧坏阻尼电阻。

本套消弧线圈装置在电压不平衡即位移电压达到定值时，首先会进行谐振点查找，若真空接触器QCA烧毁，阻尼电阻无法投切到位将引起谐振，致使3U0升高报母线接地信号。由于＃2接地变因缺陷停役，故更换＃2接地变同型号真空接触器QCA至＃1接地变，并进行保护校验后，系统功能恢复正常。

5 原因分析

浙江振光真空电气有限公司生产的CKJ5-125型真空接触器，由于结构原因，长期需要大电流通过以保证真空接触器吸合。随着使用时间的增长，导致真空接触器被烧损。现厂家已不再使用此品牌型号真空接触器，后续更换备品也将使用新的品牌型号真空接触器。

当电网正常运行时，由于三相对地电容不完全相等，将存在一个很小的中性点不平衡电压，消弧线圈自动调谐装置是通过装在中性点的电压互感器二次侧定值来判断是否发生单相接地的。正常运行时，真空接触器的主触点闭合，阻尼电阻投入防止串联谐振。由于真空接触器烧坏致使真空接触器的主触点无法闭合，形成开路，阻尼电阻无法正常投入运行，会导致消弧线圈系统失去阻尼限压回路，此时由于系统感抗值与容抗值接近，当系统电压波动、不平衡或者消弧线圈档位调节时就极易使系统发生谐振过电压。

因此采用预调工作方式的消弧线圈要在中性点增加阻尼电阻。而阻尼电阻RA的保护投退由真空接触器RCA控制，当中性点电压大于触发电压时，迅速将阻尼电阻断开，系统电压恢复正常达到返回值时，阻尼电阻投入。

6 总结

首次母线接地告警是由于35kV系统＃2接地变停役，＃1接地变消弧线圈控制器死机，系统长期处于欠补偿状态，当拉开一条线路间隔后，容性电流减少达到谐振点后引起母线接地告警。

第二次母线接地告警是由于＃1消弧线圈控制器重启后，自动调档寻找谐振点，此时由于＃2接地变停役，消弧线圈调整过补偿的任务仅由＃1接地变进行，而＃1接地变消弧线圈真空接触器烧毁，消弧线圈控制器寻找谐振点进行调档时，阻尼电阻未投入，引起串联谐振告警，中性点不平衡电压升高，3U0升高为35.65V，报母线接地。拉开35kVI-Ⅱ段母分谐振状态被破坏因此接地现象消失，试合后又出现接地。