一起由“单相接地故障”引发的停电事故分析与处理

一起由“单相接地故障”引发的停电事故分析与处理

作者：刘强

来源：《价值工程》2017年第07期

摘要：本文结合一个典型的事故案例，分析中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，可在短时间内维持运行。但是，在此期间非故障相电压会升高■倍，长时间运行将造成设备绝缘受损，严重时危及线路运行安全和人身安全，并且使用户因此蒙受重大损失。因此，运用正确的方法针对电力系统单相接地故障进行诊断、分析与处理，对保障电力系统安全稳定地运行至关重要。

Abstract： In this paper， based on a typical accident case， it is analyzed that when single-phasegrounding fault occurs in the power system with ungrounded neutral point， thesystem can maintain operation in a short period of time. However， during thisperiod the non-fault phase voltage will rise to times， and long-term operation will result in equipment insulationdamage， even endangering line operation safety and personal safety when thedamage is serious， and the user will suffer significant losses. Therefore， itis very important to use the correct method to diagnose， analyze and processthe single-phase grounding fault of the power system， which is very importantto ensure the safe and stable operation of the power system.

关键词：单相接地故障；电容电流；故障诊断；故障处理

Key words： single-phase grounding fault；capacitor current；fault diagnosis；fault handling 中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）07-0168-02 0 引言

国内目前的3～10kV电力系统[1]大都采用中性点不接地[2]方式运行。单相接地是供电系统中比较常见的一种接地电力故障，在长江科学院九万方配电站的运行记录中就有20余次。一般来说，较大的单相接地电容电流会在接地点引起电弧，并造成间歇电弧过电压现象，如果发现不及时，故障范围会持续扩大，最终会对整个供电系统的正常运行产生严重的威胁，甚至会引起系统稳定的破坏，造成严重后果。本文就一起由因母线单相接地故障引发的全厂停电事故进行详细分析，并提出了一些处理方法。 1 事故现象

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某厂10kV高压供电系统发生过一次带接地故障拉开关的电力故障。该厂总配电站接地信号报警不能复位，C相电压读数为零值。为该厂输电的市变电站短暂停电2次后，总配电室得到通知：该厂存在接地故障，要求立即解除故障。技术员通过查巡，发现东线存在故障点l在（如图1）。为了甩开故障点，以保障厂家的正常生产和全厂照明，技术员在得到总控室的批准后，决定将故障点1的电源切断。在东线出线没有油开关的条件下，及时通知东侧的变电站1将8QF油开关和110刀开关落下，通知东侧的变电站2将4QF油开关和104刀开关落下，这样就全部拉掉了东线供电负荷，就在总站拉011（1回）刀开关。011刀闸分离时产生了强烈的弧光，并伴有一定程度的响声，电闸分离后出现了三相短路的情况，并且市变电站专屏开关以及厂家的总屏1QF油开关都已跳闸，011刀开关烧损，整个厂全部停电。 2 事故原因分析

按照运行规定，10kV中性点不接地系统出现单相接地故障后仍可继续维持运行2h[3]。在系统不存在故障的正常工况下，带电落下刀开关不会导致系统停电，但是当系统出现单相接地故障时落下该刀开关却出现了停电事故，为了彻底查明原因，笔者首先对中性点不接地系统中的电容电流展开分析。

中性点不接地系统中的电路对地有分布电容。在无故障运行工况下，系统的三相相电压UA、UB、UC，各相对地电压（即相电压），以及三相对地电容电流都是对称的。对地的电容电流超前相电压90°（详见图2）。显然，IA0=IB0=IC0=I0。

系统刀开关正常且能够不带负荷顺利拉闸的情况下，被切断的电流即为线路分布电容电流。厂内的电力线路走线较短，分布电容和电容电流都比较小，在正常供电的状态下，刀开关不带负荷拉闸是比较安全的操作方法。

C相在D点完全接地时，线路中会产生与C相相电压大小相当的反方向零序电压（见图3），可通过下式计算各相对地电压变：

在故障线路中，C相（故障相）从线路流向母线的电容电流为同一电压等级系统中各线路电容电流之和，其计算公式如下： I'E总=-（I'E1+I'E2+…+I'En）A

即故障线路东线011（Ⅰ回）刀闸C相流过的电流是36A。由于这种刀开关只能断开5A以下的电流，36A已大大超过允许值，于是拉闸出现强烈的弧光，造成相间短路。 3 安全防范措施[4]

①严格按规定的线路巡检周期落实配电线路巡检工作。在巡检时重点检查导线和绝缘子之间的连接是否牢固，固定绝缘子的螺栓以及横担、拉线的螺栓有无松动现象，导线弧垂的大小是否符合安装调试要求，拉线有无破股、裂隙等现象，导线与建筑物、树木的间距是否超出限

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制范围等；②将一熔断器安装在配电线路分支上，一方面可在故障发生时迅速锁定故障点，另一方面可以控制故障范围，避免故障蔓延至整个供电系统而造成大面积停电事故；③采用实验法定期检查配电变压器的工作状态，及时淘汰不符合运行规定的配电变压器；④配电网络中的避雷装置、分支熔断器、绝缘子等输电元件都要定期进行绝缘测试，以便及时发现问题并及时处理；⑤配电网中出现单相接地故障后，控制室必须尽快指派专人进行现场巡视，以便在未引起停电事故前锁定故障点。建议巡检员划分片儿区，各自负责各自的片儿区，在系统突发单项接地故障时分区、分段、分设备地采用“排除法”进行现场巡检，同时可结合绝缘摇测、蹬杆检查等巡检方法，尽量在最短的时间内锁定故障点并组织相关人员处理故障。假设上述办法均为奏效，可向上级请示对故障线路试送电一次，如果该线路走电正常，则该起单项接地故障可能是因为其它不明偶然因素造成；如果线路无法正常走电，则运用“排除法”继续诊断故障点，直至查找到并消除故障为止。 4 结束语

接地故障是电网中常见故障之一，接地保护对于保障系统稳定运行来说至关重要。本文针对事故现象，进行了理论分析，为避免此类事故的发生提出了一些的处理措施，希望为我国的配电和用电方面提供可资借鉴的技术依据。 参考文献：

[1]GB/T14285-2006，继电保护和安全自动装置技术规程[S].

[2]翁利民，张广祥.配电系统的中性点运行方式的选择[J].电气时代，2001（3）.

[3]钱宇.中性点接地方式分析及其在中低压电网中的选择[J].工业技术，2006（4）：22-23. [4]张志英，王琳，文效宇.电力系统单相接地和断相故障的判断与处理[J].江西煤炭科技，2001（4）：28-29.

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