特殊位置单相接地的查找与分析

吕天石

摘要：在我国35千伏及以下的单侧电源辐射形电网中，普遍采用中性点不接地或经消弧线圈接地的接线方式，称为小电流接地系统。在小电流接地系统中，单相接地是一种较为常见的故障，对输电线路而言，此种故障由于故障点和大地之间不能形成电流回路，故障线路的线电压大小不变且相位对称，因此线路保护不会动作，并且规程规定，允许故障线路继续运行2小时，大大提高了电力系统的供电可靠性。但是随着近年来社会经济的迅猛发展，系统接线方式日趋复杂，两点接地、母线接地乃至主变低压侧套管出线至主变低压侧开关间等特殊位置的接地现象也时有发生，本文结合笔者工作中的遇到的实际案例着重讨论主变低压侧套管出线至主变低压侧开关间接地的查找与分析。

关键词：特殊位置；单相接地；查找；分析

1案例一：主变低压侧套管出线至主变低压侧开关间接地的查找

1.1正常运方

220kV木岗变35kV系统正常运方如下图所示：1号主变301开关、强农线314开关运行在35kVI段母线；2号主变302开关运行在35kVII段母线；I、II段母线分列运行，分段300开关热备用。1号主变3013闸刀、2号主变3023闸刀室外布置，其它35kV设备室内手车开关柜布置。

1.2故障查找经过

1、2017年4月2日16:40，220kV木岗变发35kVI段母线C相发生接地。运行人员现场检查站内设备无异常，汇报调度。调度令监控拉开强农线314开关，接地未消失。再次检查站内设备，未见异常。因35kVI段母线上仅有强农线314一条出线，所以从以下三方面排查地点位置：

①连接在35kVI段母线上所有开关的上触头；

②35kVI段母线上；

③1号主变35kV侧引出线至1号主变301开关引线上。

2、向调度申请隔离35kVI段母线，并检查母线上所有设备上桩头。调度发令拉开1号主变301开关，隔离35kVI段母线。再将35kV分段3001手车，强农线314开关，1号电容器391开关，2号电容器392开关，3号电容器393开关，1号所用变3331手车、35kVI段母线压变3315闸刀手车，35kVI段母线避雷器3311闸刀手车摇至试验位置并拉出柜体，检查所有设备上触头无异常，排除接地点在35kVI段母线所有开关的上触头上，汇报调度。

3、向调度申请用35kV分段300开关对35kVI段母线充电。调度令将35kV分段3001手车摇至工作位置，合上35kV分段300开关，无接地信号。由此判断35kVI段母线无异常，故障范围进一步缩小至1号主变35kV系统、引出线至301开关柜进线处。

4、现场再次检查1号主变35kV引出线套管、绝缘管母、架空导线、主变35kV开关柜进线桥架，未发现设备有明显异常。检查1号主变35kV侧避雷器发现C相泄漏电流指示为0，其他两相0.4mA，用35kV验电笔在3013闸刀处三相验电，A、B两相发出连续的滴滴声，C相发出缓慢的滴滴声，验证确为C相接地。

5、向调度申请先停运1号主变，将3013闸刀无电拉开后再合上高压侧2501开关。检查1号主变35kV避雷器C相泄漏电流为0，验电后C相仍发出缓慢的滴滴声。进一步缩小接地故障在主变引出线至3013闸刀间。

6、调度许可1号主变停运检查处理。经查为主变35kV引出线C相绝缘管母出口第一段绝缘不良，外观检查无异常。后经检修人员解体检修发现外绝缘层内部有明显放电点和烧黑痕迹。

1.3经验小结

对于这种隐蔽性较高的特殊位置单相接地故障查找起来还是比较复杂的，由于故障点不明显，我们只能通过排除法一步一步缩小范围。由于这类故障在所内，所以在处理过程中运行人员要充分考虑现场设备的具体情况以及自身安全，合理安排操作步骤，缩短操作时间，例如前文中在需要拉开3013闸刀时，必须先向调度申请停运1号主变后再无电操作。此外，还应当结合其它异常现象作为故障判断的辅助依据（1号主变35kV避雷器C相泄漏电流指示为0），以便更准确的确定故障点位置。

2案例二：单相接地故障引起的主变差动保护动作分析

2.1正常运方

220kV溧阳变35kV系统正常运方如下图所示：1号主变301开关、后六线319开关运行在正母线；2号主变302开关运行在副母线；正副母线分列运行，母联310开关热备用。

2.2故障经过

2011年4月12日17:30左右，220kV溧阳变35kV副母线B相发生单相接地。运行人员现场检查发现2号主变35千伏侧套管至35千伏开关室穿墙套管间门型架上引线瓷瓶挂点脱落，B相引线跌落在地，遂汇报调度，进行事故处理。19：23调度口令：

1.合上35kV母联310开关（合环）

2.2号主变302开关由运行改为冷备用

按照调度命令，运行人员于19:42合上35kV母联310开关，19:42:21:305，2号主变B屏第二套保护差动保护动作出口（A屏第一套动作未出口），2号主变三侧开关跳闸。与此同时，19:42:22:723运行于35kV正母线的后六线319开关过流Ⅰ段保护动作，开关跳闸，重合不成。

全过程保护信息如下表所示：

2.3原因分析

1、319开关过流保护动作的原因分析

35kV副母系统B相单相接地后，由于故障处理时调度发令合上35kV母联310开关，合环后造成35kV正、副母系统均发生B相接地。正母单相接地后，B相电压降低为0，A、C相电压升高为相电压的倍，将后六线319线路上A相或C相的绝缘薄弱点击穿，造成后六线相间短路（故障点经巡线已查明），进而造成319开关过流Ⅰ段动作保护动作。

2、2号主变差动保护动作的原因分析

（1）单一的2号主变35kV侧单相接地时，由于小电流接地系统的特性，不会引起差动保护动作。

（2）母联310开关合环，35kV正、副母合环运行后，由于后六线319线路上A相或C相的绝缘薄弱处被倍相电压击穿，单一的2号主变35kV侧单相接地转化为两点接地的相间短路故障，如下图所示。

分析下图2号主变差动保护故障录波图可看出，高压侧与低压侧A、C相电流在相位上是相反的，即A、C相是穿越性故障电流，而高压侧B相电流与低压侧B相电流是同相的，差流失去平衡，满足差动保护动作条件，跳开2号主变三侧开关。

2.4经验教训

本次事故源于一次对普通35kV单相接地故障的处理。调度出于对供电可靠性的考虑，为避免用户失电，没有先将故障点隔离而选择将35kV正、副母线先合环再隔离故障点的方式进行处理，扩大了故障范围，从而导致运行于35kV正母线上的后六线319线路绝缘薄弱点被击穿，进而造成2号主变差动保护动作跳闸事故的发生。虽然这种处理方式是调度规程允许的，但在故障点明确的情况下，个人认为是值得商榷的。

3总结与思考

单相接地是我们运行人员日常工作中常见的故障之一，虽然运行规程规定，小电流接地系统单相接地后，可继续运行2小时，但我们应当记住，故障发生时非接地相的电压已经升高至线电压，此时对系统的绝缘有着相当的考验。对于运行人员来说，反而应当争分夺秒尽快找出故障点并隔离。特别是对于特殊位置发生的单相接地故障，在查找和隔离故障点的过程中还应当根据现场实际情况，谨慎选择恰当的处理方式，避免人为造成故障范围的扩大。单相接地在故障形式的表现上非常简单，但对于运行人员而言，在处理时还是应当慎之又慎。