接地故障处理（精选12篇）
接地故障处理 篇1
随着电力系统自动化水平的不断提高, 远动技术的快速发展, 以及电气设备的更新换代, 越来越多的变电站实行了无人值守, 形成了监控站与巡操队模式。晋能电力从实际出发, 在吕梁110 kV以下电力系统采用了中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式, 选用效果良好的小电流接地系统单相接地故障选线和定时跳闸装置, 提高了电网设备安全性、经济性和供电可靠性。
1 装置功能及特点
(1) 该装置将变电站母线上的电压互感器一次绕组接成星形, 二次绕组接成开口三角形, 利用电压互感器一次绕组和二次绕组接入绝缘监察继电器, 通过判断零序电压的有无来实现对小电流接地系统的监视。
(2) 小电流接地系统逐步应用了小接地电流选线装置。将小电流接地系统所有出线引入装置进行判断选线, 选线装置的原理是利用了电流方向判断线路, 选电流最大的三条线路进行方向比较, 判断故障线路。
2 接地故障特征
(1) 报出预告信号, “×千伏×段母线接地”光字牌亮。中性点经消弧线圈接地系统还有“消弧线圈动作”光字牌亮。
(2) 绝缘监察电压表指示故障相电压降低 (不完全接地) 或为零 (完全接地) , 两相高于相电压 (不完全接地) 或等于线电压 (完全接地) 。稳定性接地故障时, 电压表指示无摆动, 如果电压表指示不停地摆动, 说明是间歇性接地故障。
(3) 中性点经消弧线圈接地系统, 中性点位移电压表有一定的指示 (不完全接地) 或指示为相电压值 (完全接地) 。
(4) 消弧线圈的接地告警灯亮。
(5) 发生弧光接地, 产生过电压时, 非故障相电压很高 (指示最高) , 电压互感器一次熔丝可能熔断, 甚至烧毁电压互感器。
3 实例分析
3.1 事故情况
2013年某月110 kV某变电站, 110, 35, 10 kV均为单母分段接线方式, 1号、2号主变压器并列运行。事故发生时, 警铃响, 后台报35 kV和10 kV电压互感器回路断线。35 kV和10 kV系统接地监控主接线图显示35 kV和10 kV母线线电压不正常, 相电压一相为零, 另外两相正常。
3.2 事故分析
该变电站属于中性点不接地的小电流接地系统, 值班人员首先要明白系统的运行状况, 这样容易判断事故, 防止延误事故处理, 危及系统安全。电压互感器二次属于星形中性点接地, 以测量相电压和线电压, 以及提供保护装置和电能表、功率表等所需电压。
(1) 如果一次U相熔丝熔断, 二次U相无感应电压, 但UV和UW相线电压测量回路串过V相相电压和W相相电压, 结果UV相或UW相线电压测量回路和U相相电压测量回路形成串联回路, 因此U相相电压, UV相线电压, UW相线电压仍有指示。
(2) 当一相熔断时, 故障一相电压降低为零, 其他两相指示正常。
(3) 电压互感器内部绕组短路接地或者由于谐振造成过电压, 使高压熔丝熔断;或者由于二次熔丝选择不当, 二次过负荷或短路造成高压熔丝熔断。
(4) 二次熔丝熔断主要是由于误碰、小动物、潮湿造成二次短路, 也有可能是保护装置故障, 断路器选择不当造成。
3.3 事故处理
(1) 值班人员查看后台报警提示事件及吊牌, 检查表计指示, 并在运行记录本记录时间、事件、表计指示, 然后恢复音响及报警提示。
(2) 汇报调度35 kV和10 kV电压互感器回路断线, 申请停运。
(3) 断开35 kV和10 kV电压互感器二次熔断器, 检查母线电压指示正常。
(4) 拉开35 kV和10 kV电压互感器刀开关, 做好安全措施, 检查发现35 kV和10 kV电压互感器一次熔丝熔断, 随即进行更换。
(5) 将35 kV和10 kV电压互感器由检修转运行, 检查母线电压正常。
(6) 汇报调度, 做好相应记录。
接地故障处理 篇2
在小电流接地的配电网中，一般装设有绝缘监察装置。当配电网发生单相接地故障时，由于线电压的大小和相位不变（仍对称），况且系统的绝缘水平是按线电压设计的，所以不需要立即切除故障，尚可继续运行不超过2h。但非故障相对地电压升高1.732倍，这对系统中的绝缘薄弱点可能造成威胁。此外，在仍可继续运行时间内，由于接地点接触不良，因而在接地点会产生瞬然熄的间歇性电弧放电，并在一定条件激励下产生谐振过电压，这对系统绝缘造成的危害更大。为此，必须尽快处理排除单相接地故障，确保电网安全可靠运行。1 单相接地故障的特征 单相接地
（1）配电系统发生单相接地故障时，变电所绝缘监察装置的警铃响，“××母线接地”光字牌亮。中性点经消弧线圈接地的，还有“消弧线圈动作”的光字牌。（图1）
（2）当生发接故障时，绝缘监察装置的电压表指示为：故障相相电压降低或接近零，另两相电压高于相电压或接近于线电压。如是稳定性接地，电压表指示无摆动，若是电压表指针来回摆动，则表明为间歇性接地。
（3）当发生弧光接地产生过电压时，非故障相电压很高，电压表指针打到头。同时还伴有电压互感器一次熔丝熔断，严重时还会烧坏互感器。
但在某些情况下，配电系统尚未发生接地故障，系统的绝缘没有损坏，而是由于产生不对称状态等，绝缘监察也会报出接地信号，这往往会引起误判断而停电查找。2 单相接地信号虚与实的判断
（1）电压互感器高压熔断器一相熔断报出接地信号时，如果故障相对地电压降低，而另两相电压升高，线电压不变，此情况则为单相接地故障。
（2）变电所母线或架空导线的不对称排列；线路中跌落式熔断器一相熔断；使用RW型跌落式开关控制长线路的倒闸操作不同期等，均会造成三相对地电容不平衡，从而使中性点电压升高而报出接地信号，此情况多发生在操作时，而线路实际上并未发生接地。
（3）在合闸空母线时，由于励磁感抗与对地电抗形成不利组合而产生铁磁谐振过电压，也会报出接地信号。此情况多发生在单相断线，间歇性弧光接地等引起的谐振过电压所致，而系统并未发生接地故障。
（4）当10kV线路遭受雷击而产生弧光接地时，使健全相电压互感器电压突然升高，线圈流过很大励磁涌流，使互感器铁心磁饱和，导致线圈电感减少，感抗降低。当感抗小于容抗，健全相互感器铁心磁饱和后，会使中性点电压升高，这时绝缘监察也报出接地信号，实际上电网并未发生接地。
（5）10kV电网运行中，由于单相导线断线；避降调荷时的人为“缺相运行”；大功率单相设备的投运等，均会造成三相负荷的严重不平衡，从而导致中性点电压升高，此时绝缘监察也报出接地信号，而电网并未发生接地。
（6）10kV线路遭受雷击时，由于电场发生突变，导线上束缚电荷变成自由电荷，向导线两侧以近似光速运动，形成过电压进行波而产生感应过电压。此进行波到达线路避雷器时，当冲击电压大于避雷器放电电压时，间隙击穿放电电压受到限制。但由于避雷器放电间隙伏安特性不一致，阀片非线性系数不同及制造工艺的影响等，使各相避雷器放电电压、残压、灭弧电压不等，导致放电有快有慢而出现三相电压不平衡，从而使中性点电压升高，报出接地信号，然而电网并未发生接地故障。3 单相接地故障的处理
在小电流接地电网的运行中，当发生单相接地故障，绝级监察报出接地信号时，运行值班人员应沉着冷静进行处理。根据信号、电压表指示、天气情况、运行方式等进行综合分析，区分接地信号的虚与实。并及时向上级调度和领导汇报，做好有关现象的记录。
在进行判断处理时，首先应根据接地故障特征，判明故障性质与相别。其次进行分网运行，缩小停电范围，在分网运行时应考虑各部分之间功率平衡，继电保护配合等因素。而后再检查所内电气设备有无故障：如设备瓷质部分有无损坏，有无放电闪络；设备上有无落物、小动物及外力破坏现象；有无断线接地。再检查互感器熔丝有无熔断，避雷器、电缆头有无击穿损坏等，在确定所内设备无问题的前提下，用瞬停依次拉闸查找法。
目前，有些35kV变电所10kV出线装有接地信号装置，或微机选线装置，当装置正常投入运行时，接地故障线路是很容易区分查出。若是出线未装接地信号装置，其查找处理办法是：依次断开10kV线路母线的分路开关，如断开某路开关接地信号消失，绝缘监察电压表指示恢复正常，即表明所停电线路有接地故障，即可安排消除故障。
假如瞬停分路开关后接地信号仍然存在，说明接地故障不发生在此线路，应立即恢复供电，再依瞬停其他线路，千万不可将所有出线全部断开进行查找。如是将所有10kV出线开并全部断开，就是切除所有出线的对地电容电流，这样会造成系统电容电流的大幅度降低，导致残余电流过大，消弧线圈失去消弧作用，从而在接地点产生间歇性弧肖放电，引发产生过电压，威胁设备绝缘安全。为此，采用瞬停查找法时，千万不可全部断开出线开并查找，而是停一路查一路，恢复供电后再停另一路。
接地故障处理 篇3
关键词：10kV配电网；单相接地；故障处理
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0125-02
单相接地故障是配电网最常见的故障之一，据介绍由单相接地或母线故障引起的停电事故率达到70%。一旦发生接地故障将会对电力系统以及人员造成危害。配电线路母线上的电压互感器可能因有害的零序电流而烧毁，配电设备会由于间歇性的弧光接地以致谐振过电压而损坏，导线落地未及时停运线路也会对过往行人及巡视人员的人身安全构成巨大威胁。所以，快速、有效地解决单相接地故障成为保证配电网安全可靠运行的关键。引起单相接地的原因和“症状”多种多样，有些故障表现得非常隐蔽，这给巡查、处理带来相当难度，因此通过对单相接地故障的分析可以更好地判明原因，并有助于故障的处理和解决。本文从分析10kV配电网单相接地故障成因入手，探讨了预防和处理措施。
1 110kV配电网接地保护方式与单相接地故障成因
1.1 接地保护方式
目前，配电网中性点接地主要采用中性点有效接地与中性点非有效接地两种方式。10kV配电网通常采用中性点非有效接地方式，这种接地方式也称为小电流接地方式，在发生单相接地后允许不立即跳闸，因而在保障供电可靠性方面优势明显。而中性点有效接地方式发生单相接地时会立即跳闸，虽然有利于线路安全，但也引起了停电事故。
中性点非有效接地包括中性点不接地、中性点谐振接地（经消弧线圈接地）、经高电阻接地等方式。以中性点不接地方式为例，只要不发生永久性的单相接地短路故障，可以带故障运行0.5～2h。但如果发生了间歇性弧光接地，它引起的谐振过电压可以达到相电压的2.5～3倍，这足以导致非接地相绝缘击穿并形成相间短路。如果接地故障继续发展至稳定性弧光阶段，则其产生的高热极易烧毁设备。而且在持续接地状态下，非接地相绝缘加速老化，也很容易演变为两点甚至多点对地短路，引起更严重的事故。因此，中性点非有效接地方式迅速判明故障并消除故障是确保线路、设备安全的前提。
1.2 单相接地故障成因
引起10kV配电网单相接地的原因很多，一部分是自然原因，如雷击断线或避雷器被击穿，配变高压引下线被小动物破坏，树枝、塑料袋等漂浮物被风带到线路上等；但更多的是维护不到位或人为破坏所致，如导线在绝缘子上绑扎不牢而致落地或搭在横担上，鸟类筑巢长时间未得到清理，沿线路通道树枝、藤蔓未及时裁剪，绝缘子脏污、破裂没有及时清理、更换，汽车误撞、工程施工误伤、风筝挂线、砍伐树木误碰导线等等。在上述各种原因中绝缘子击穿、导线断线、树木搭接引发了80%以上的单相接地故障。
2 10kV配电网单相接地故障预防与处理措施
2.1 单相接地故障预防措施
对于引发单相接地故障的原因，大部分可以通过采取预防措施进行避免或减少故障发生率，具体措施如下：（1）加强线路巡视和清理通道。检查导线与树木、建筑之间的距离是否安全，查看杆顶、横担之上是否有鸟巢、异物，检查导线在绝缘子上的绑扎是否牢固、绝缘子是否有脏污破损、导线垂弧是否太大等，发现问题及时处理，保证通道畅通和线路安全。（2）定期测试线路中绝缘子、避雷器、分支熔断器等设施的绝缘性能，发现隐患及时消除，维修或更换不合格的设施。（3）对容易发生故障的线路设备进行改造，如绝缘子采用耐脏污性能好耐压等级更高的绝缘子，避雷器采用金属氧化物避雷器，配电线路加装熔断器、分支断路器，检修或更换不合格的配变等。
2.2 单相接地故障定位与选线方法
10kV配电网采用中性点非有效接地方式，发生单相接地故障后只有及时准确地检测出故障分支及故障点，才能迅速排出故障，但在不影响供电可靠性的前提下正确地定位和选线一直是电力领域尚未完全解决的难题。实际运行中的正确选线率只有20%～30%，最理想情况下也只能达到70%～90%。这是小电流接地方式故障特征不明显，兼之负荷谐波干扰与选线方法不完美等多种因素综合影响所致。传统的方法是通过逐条线路拉闸停电来选线，虽然准确率高，但在城市配电网日趋复杂的现状下，采用这种方法不仅耗时多，供电影响范围大，而且根本无法适应配电网自动化的要求。所以，开发自动选线装置并应用于现场是解决这一问题的主要出路。
目前，采用的选线方法主要有以下三类：（1）基于单一判据的方法，包括基于稳态分量的方法、基于暂态分量的方法以及基于注入信号的方法等，每一种根据信号分量的不同，又可细分多种方法，如基于稳态分量的方法包括零序电流基波比幅比相法、零序电流谐波法、负序电流法等。（2）融合多判据选线方法，如Kalman滤波法、Bayes估计法、D-S证据推理法、专家系统推理法、聚类分析法、神经网络、模糊集理论、粗糙集理论等。（3）基于图像、统计、形态等学科的方法，如基于聚类算法的方法、基于相关分析的方法、基于形态学的方法等。
但是，自动选线装置难以适应各种情况，而且也存在误判的可能，因此很多时候仍然需要通过经验、分断、绝缘摇测等传统方法进行确定。经验判断要能够发挥作用，必须靠平时勤于维护和积累资料，所谓“养兵千日，用在一时”，只有对各条线路了如指掌，对其“脾气秉性”心知肚明，才能准确判断接地点。如对线路不熟悉或故障不明显，则应逐杆巡查。采用摇表测量线路的绝缘电阻以判断是否存在接地故障，这种方法是最后的也是最准确的方法。根据统计，10kV配电网绝缘子绝缘不良引起的接地故障次数与偶然原因引起的接地故障次数比例大概为7∶1，说明在排查单相接地故障时应重点检查绝缘子的绝缘性能。另外，在线路节点如配变出口及线路始端、中部、分支处装设单相接地故障指示器，利用信号颜色判断故障点也是简便易行的方法。
2.3 故障处理措施
对于单相接地故障的处理，检修人员应在调度人员的指挥配合下开展排查，一旦确定故障点，首先应转移负荷，再断开开关隔离故障，然后把故障侧设备闸刀开关依次拉下。经汇报请示批准后，开展故障设备的检修工作。如果故障点发生在母线上不能隔离，则需要采取停电检修方式。
检查和处理接地故障，安全方面的措施必须保证。发生接地故障时，在室内距故障点4m范围内，室外距故障点8m范围内，都不允许任何未穿戴保护服装的人员进入。如需进入故障范围检查，必须穿上绝缘服，戴上绝缘手套，并使用专用工器具。不停电接地运行时，必须密切监视设备状况，防止故障扩大烧毁设备。
3 结语
提高供电可靠性与降低配电网单相接地故障率都是电力部门努力的方向，由于单相接地故障准确选线是国际性难题，短期内不大可能有完美的解决方案，在维修实践中仍然需要仰仗一些传统的方法，因此在维修工作中需要不断总结和提高，以达到缩短故障时间，尽快恢复供电的目的。
参考文献
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接地故障处理 篇4
在工业企业、农业、生活保障等各领域,6(10)k V中性点不接地供电系统的应用非常广泛,主要用于电源能量传输和接用电气负荷使用。但是在实际运行过程中经常会发生系统单相接地短路故障, 以及由于接地短路发生联锁性的电气事故造成危害,进而发生停电、电气设备损坏等,造成较大的经济损失。这其中涉及到电气设计、选型、安装、检修试验、运行维护等方方面面存在的问题,导致电缆超压击穿、接地短路电流过大弧光不能自熄,引起系统过电压损坏设备,系统发生铁磁谐振引起过电压损坏设备,接线错误发生短路烧毁电压互感器等事故。本文针对这些问题深入分析研究,提出了必要的处理方法和防范措施。
2不接地系统电压电流矢量分析
2.1正常运行电路
图1所示是中性点不接地系统电路图,为系统电源电势,理想情况下6k V系统三相对地电容等同为C0,TV是三组单相电压互感器组成Y0/ Y0/ △开口三角型接线电压互感器。以6k V系统为例,电压变比为, TV中性点接地端PE。理想情况下电压互感器一次电感等同为L。图2所示是忽略了电压互感器电阻三相对地电抗电路,每一相是系统对地电容和电压互感器电感并联组成,电压互感器对地感抗很大,并且电压互感器的感抗 ωL垌1 / ωC0,为此在忽略电压互感器三相对地电感的情况下,三相对地只有电容电流IC0。图3所示是三相对地电容对称时电压电流矢量图,单相对地电容电流相位超前相电压90°。电压互感器一次、二次接线方式为Y0/ Y0接线, 二次电压和一次电压的频率、相位相同。系统正常运行时三相对地相电压为,三相线电压为6k V。开口三角是三组电压互感器二次辅助线圈首尾相连接,正常运行时三相电压矢量和为0,当出现一相金属性接地时开口三角零序电压为100V。
2.2单相接地短路
图1中系统C相发生金属性接地不对称短路故障,短路点的边界条件为:接地点处C相U觶C=0, 不接地相A、B对接地点电流为I觶f A= I觶f B=0。下面采用对称分量法进行分析。
(1)系统对短路点的阻抗由于系统的变化, 阻抗值也在变化,设系统对短路点的正序阻抗为X1∑、负序阻抗为X2∑、零序阻抗为X0∑,静止元件的正序、负序阻抗相等。
(2)单相接地时短路点电压U觶C各序电压和短路点电流I觶f C各序电流的关系为［1］:
式中:为C相接地短路点的正序、负序、零序电压;为C相接地短路点的正序、负序、零序电流。
(3)单相接地短路与同一点三相短路电流大小比较。
设正序电抗等于负序电抗:
接地点处的三相短路电流为:
C相单相接地短路电流为:
上述公式,当X0∑<X1∑时单相接地短路电流大于同一点的三相短路电流,对于大型发电变电站电力系统变压器中性点直接接地点越多,在中性点附近接地短路就会出现上述情况。当X0∑=X1∑时单相接地短路电流等于同一点的三相短路电流。 当X0∑>X1∑时单相接地短路电流小于同一点的三相短路电流。对于中性点不接地系统,当X0∑→∞ 时,单相接地短路电流相对于同一点的三相短路电流很小或者接近0值。
(4)短路点处A、B、C三相对地电压
图1中C相接地对地电压U觶C=0,非接地相A、B对地电压为:
图4所示是单相接地电压矢量图,其中两条竖直线表示非接地相A、B对地电压各序矢量变化关系:
a)当直接接地系统X0∑=0时,图4中电压为非故障相A、B对地电压:
上述接地点处的非接地相对地电压小于电源电势。
b)当X0∑=X1∑时,非故障相A、B对地电压与电源电势相等,图4中。
c)对于中性点不接地系统X0∑→∞ 时,非故障相A、B对地电压为:
上述接地点处的非接地相对地电压大于相电源电势,并且升高为线电压,电压之间的夹角为60°。
d)图4中系统单相接地,而且X0∑→∞ 时,三相对地电压矢量和为零序电压:
电压互感器二次辅助开口三角电压:
不接地系统单相金属性接地时,非接地相电压升高为线电压,开口三角电压为100V。图1中TV二次辅助开口三角接有小电流接地选线装置XDL,用于判断母线接地还是馈出线接地。
e)中性点不接地系统电力电缆绝缘水平选择
上述论证分析了单相接地故障,三相系统不接地相电压升高到线电压,因此在电缆设计选型时,对于3k V-35k V系统,按照电缆单相接地故障持续1min-2h之间考虑,电缆单相对地电压按表1数据选择［2］。不接地系统选择相对地电压U02是正确的,比如系统线电压6k V,相电压为3.47k V,电缆选择相对地电压U02是6k V。当系统单相接地后, 不接地相电缆耐受电压为姨3 ×3.47≈6k V,所以电缆对地相电压应当选择U02=6k V,选择U01=3.6k V是错误的。这类工程事故案例比较多,应引起设计人员、建设单位的重视。
3多馈线单相接地短路电流分析
在上文图1中分析了系统三相存在对地电容C0,系统馈出线较多时,每组馈出线三相都存在对地电容,并且容抗远大于其它阻抗。在系统C相金属性接地,忽略线路及其它元件阻抗后,系统对接地点的正序和负序电抗X1∑=X2∑=0。系统C相接点短路电流为:
式中:Cn代表每个馈出回路相对地电容。
通过上述分析,系统单相接地时,接地电流为系统馈出所有对地电容电流之和,并且馈出回路越多,单相接地电流越大。当接地电流过大时接地电弧不易自熄,将产生较高弧光间歇接地过电压。 因此在规程规范要求6(10)k V系统接地电流大于30A时,设计应采用经消弧线圈的接地系统。对于工矿企业,6(10)k V高压电动机相对较多,而且现场存在防爆区和非防爆区,设计手册要求电动机单相接地电流大于5A装设单相接地保护,一般接地电流大于10A动作于跳闸,当5A-10A时可作用于跳闸或信号。
4不接地系统铁磁谐振
中性点不接地系统因较容易发生铁磁性谐振而产生系统过电压,对于6(10)k V系统,采用铁磁性电压互感器较多,而电压互感器激磁饱和是发生铁磁谐振的主要原因,设计上采取防谐振措施。 图1系统图中的TV开口三角接有XDL装置,通常带有消谐功能。如果没有消谐功能,就要单独安装消谐装置XXQ,或者接消谐电阻。某变电所设计安装采用的是XDL装置MLA196X型,装置本身只有接地选线功能没有消谐功能,空送母线发生多次铁磁谐振。
4.1谐振机理
图1中系统设备和线路对地有电容、电感存在,系统正常运行时,电压互感器的感抗很大,所以系统对地电抗呈现容性［3］。三相电压基本平衡, 中性点O的位移电压很小。当系统发生变化,在没有发生系统接地短路的情况下,中性点O发生位移,即系统三相电压不平衡,中性点对地出现电压,此时三相电压互感器饱和程度不同,激磁饱和的电压互感器感抗降低,容易发生铁磁谐振。电源电压不变,而电压互感器三相电压有的高、有的低,中性点O出现位移,对地出现了零序电压,而实际上并没有发生单相接地故障。试验表明,在二次电压k V电压互感器加上额定电压时电流为0.15A,当加上1.9倍额定电压时,电压互感器饱和电流升到2.25A,接近15倍的电流。这就是为什么发生铁磁谐振熔断器熔断或者电压互感器烧毁的原因。
4.2谐振过电压的现象及排除
某工厂变电所为6k V单母线分段,Ⅱ段母线检修完毕送电,小电流接地选线装置报出Ⅱ段母线接地故障,TV二次电压表显示A、C相对地电压6k V, B相电压为0V,开口三角零序电压为70V。估计B相接地有问题,停电后检查TV中性点接地完好,并做耐压试验,没有发现接地故障点。再次送空母线, TV二次电压表显示A、C相对地电压4.5k V,B相电压为2.5V,开口三角零序电压为40V。通过检查小电流装置,咨询厂家后得知,该装置不具备消谐功能。在开口三角加装600W、25Ω 电阻,反复试验没有出现谐振过电压现象。
5电压互感器二次辅助绕组接线错误损坏
电压互感器二次带有保险或者空气断路器短路保护,二次一般接用电压表、微机保护继电器等。如果接线错误会发生短路保险熔断或者开关跳闸,或者电压表及微机保护器电压显示异常,可以及时被发现改正。在DL / T516-2012《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》中7.2.6条,要求电压互感器二次辅助绕组接成开口三角的二次绕组不应装设熔断器或自动开关。对于开口三角一般接用零序电压表、XDL或者XXQ装置,系统正常运行时电压平衡开口三角电压为0,即使接线错误短路也不容易被发现,当开口三角出现电压时就容易烧坏电压互感器。
5.1接线错误及后果
图5所示是单母线分段系统,1TV、2TV为电压互感器。一般设计两段电压互感器二次带有并列切换装置。图6所示是电压互感器二次并列切换装置及TV二次小母线负荷电路,K1、K2、K3是切换装置内部继电器,引入到电压小母线,TV二次接用微机保护继电器WJBH、消谐器XXQ1(2)、小电流接地选线装置XDL,其中接入WJBH的三相电压带有分相断路器,当一相短路跳闸时,微机保护判断TV断线。其中XDL装置有4组通道,每段TV开口三角电压接入对应的零序电压通道。图中正确接线是1TV接入U1-N通道,2TV接入U2-N通道。按照规程的要求,开口三角二次电压小母线及负荷不设断路器或者保险。当系统I段母线系统有单相接地点时,U1dc-N母线有电压,U2dc-N母线没有电压输出。如果辅助绕组接线有错误短路就会烧毁TV,例如图7和图8所示,图中TV辅助绕组连接XDL装置接线出现了错误。图7中1TV、2TV辅助绕组dc端错误接入XDL装置N端,1TV、2TV辅助绕组N端错误接入XDL装置U1、U2端子,TV辅助绕组出现零序电压时,相当于1TV、2TV辅助绕组并接在一起短路,后果是1TV、2TV都烧毁。图8中1TV辅助绕组dc端错误接入XDL装置N端子,1TV辅助绕组N端错误接入XDL装置U1端子,2TV辅助绕组N端接入XDL装置N端、dc端接入U2端子。1TV辅助绕组出现零序电压时,相当于1TV辅助绕组接地短路,后果是1TV烧毁。现场此类问题导致TV烧毁、误动、拒动等的情况时有发生,所以在设计、制造、安装、检修试验等要特别关注,防止接线错误导致事故发生。
5.2 TV切换并列装置接线问题
另外需要提一下,在图6中TV二次输出经过并列装置内部K1、K2继电器接入电压小母线。图9所示是TV切换并列装置控制电路图,K1励磁的条件是图5中断路器手车位置或者隔离开关辅助点1G闭合,K2励磁的条件是断路器手车位置或者隔离开关辅助点2G闭合。当出现直流接地需要选线时,断开直流母线KM后,继电器K1、K2或者K3失电,电压小母线失压。容易发生微机保护继电器判断错误误动。所以建议操作时要采取措施,或者修改TV并列装置控制电路,防止断开直流时误断电压小母线而发生误动作跳闸。
6结论
接地故障分析 篇5
（2）检查6KV系统接地微机选线装置，查明故障线路号，接地起始时间、接地累计时间。（3）按下重判按键进行重判。如两次判断结果一致，则可确定故障线路。（4）根据故障线路号确定故障设备。
（5）汇报值长，调节运行方式，将故障设备停下。
（6）若为母线接地时，应先倒换高厂变看是否为高厂变低压侧接地。（7）到6KV配电时检查接地情况，看是否有明显接地点，是否消除。
（8）若接地点在PT小车、避雷器或小车开关上部，严禁直接拉出小车消除接地，应采用人工接地点法消除接地。
（9）若确定母线接地，无法消除，应立即申请停电处理。（10）接地运行时间不得超过2个小时。
（11）寻找接地时应严格遵守“电业安全工作规程”有关规定，穿绝缘靴，戴绝缘手套。（12）若设备发生瞬间接地，装置可将故障线路号记录下来，按“追忆”键可查出哪条线路曾发生接地，对此设备应重点检查。
6KV母线发生接地故障如何检查处理 共享文档 2018-07-01 1页 5.0分 用App免费查看
6KV母线发生接地故障如何检查处理? 如接地信号同时有设备跳闸,应禁止跳闸设备再次强送。停止不重要的设备。
有备用设备的可切换至备用设备运行。按负荷由次要到主要的顺序瞬停选择。
经上述选择未找到故障点,应对厂用母线、开关等部位进行检查,但应遵守全归程有关规定。切换至备用变运行,判定是否工作电源接地。
如系PT接地,可利用备用小车开关人工接地将PT停电,小车拉出,通知检修处理。经选择未查出接地点,则证明母线接地,汇报值长班长,停电处理。厂用单相接地运行时间不得超过两小时。故障点消除后,恢复故障前运行。
现象:接地信号,接地报警;某相电压为零,另外两相电压升高;三项电压不平衡
处理:若三相电压不平衡,查看PT一二次保险是否熔断;若某相电压为零,另外两项电压升高,即发生单相接地,查看机炉是否启动设备,停止接地时候启动的设备或者切换为备用;对发配电系统进行外部检查,查看是否有设备冒烟,有异味,有无接地现象或者异常现象;注意事项:进行外部检查要穿绝缘鞋,带绝缘手套,不得触及接地金属物;进行倒闸操作,要熟悉运行方式,严格遵守刀闸操作的原则,防止厂用电失电和非同其并列;接地运行时间不得超过俩个小时;格力故障设备,禁止用隔离卡开关
6kV配电线路单相接地故障的处理 共享文档 2018-07-01 7页 4.9分 用App免费查看
6kV系统单相接地故障分析及查找 电力系统可分为大电流接地系统（包括直接接地、经电抗接地和低阻接地）、小电流接地系统（包括高阻接地，消弧线圈接地和不接地）。我国3～66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。在小电流接地系统中，单相接地是一种常见故障。6kV配电线路在实际运行中，经常发生单相接地故障，特别是在雨季、大风和雪等恶劣天气条件下，单相接地故障更是频繁发生。发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可运行1～2 h，这也是小电流接地系统的最大优点；但是，若发生单相接地故障后电网长时间运行，会严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。1 单相接地故障的特征及检测装置 1.1 单相接地故障的特征
中央信号后台报警，绝缘监察电压表指示：故障相电压降低（不完全接地）或为零（完全接地），另两相电压升高，大于相电压（不完全接地）或等于线电压（完全接地），稳定性接地时电压表指针无摆动，若电压表不停地摆动，则为间歇性接地；中性点经消弧线圈接地系统，装有中性点位移电压表时，可看到有一定指示（不完全接地）或指示为相电压值（完全接地时）消弧线圈的接地报警灯亮；发生弧光接地时，产生过电压，非故障相电压很高，电压互感器高压保险可能熔断，甚至可能烧坏电压互感器。1.2 真假接地的判断
电压互感器一相高压熔断器熔断，发出接地信号。发生接地故障时，故障相对地电压降低，另两相升高，线电压不变。而高压熔断器一相熔断时，对地电压一相降低(不为零)，另两相不会升高，线电压则会降低。用变压器对空载母线充电时，断路器三相合闸不同期，三相对地电容不平衡，使中性点位移，三相电压不对称，发出接地信号。这种情况只在操作时发生，只要检查母线及连接设备无异常，即可以判定，投入一条线路或投入一台所用变压器，即可消失。系统中三相参数不对称，消弧线圈的补偿度调整不当，倒运行方式时，会发出接地信号。此情况多发生在系统中倒运行方式操作时，经汇报调度，在相互联系时，了解到可先恢复原运行方式，消弧线圈停电，调整分接开关，然后重新投入，倒运行方式；在合空载母线时，可能激发铁磁谐振过电压，发出接地信号。此情况也发生在倒闸操作时，可立即送上一条线路，破坏谐振条件，消除谐振。1.3 检测装置
对于绝缘监察装置，通常采用三相五柱式电压互感器加上电压继电器、信号继电器及监视仪表构成。它由五个铁芯柱组成，有一组原绕组和二组副绕组，均绕在三个中间柱上，其接线方式为Ynynd。这种接线的优点是：第一副绕组不仅能测量线电压，而且还能测相电压；第二副绕组接成开口三角形，能反映零序电压。当网络在正常情况下，第一副绕组的三相电压是对称的，开口三角形开口端理论上无电压，当网络中发生单相金属性接地时(假设A相)，网络中就出现了零序电压。网络中发生非金属性单相接地时，开口两端点间同样感应出电压，因此，当开口端达到电压继电器的动作电压时，电压继电器和信号继电器均动作，发出音响及灯光信号。值班人员根据信号和电压表指示，便可以知道发生了接地故障，并判定接地相别，然后向调度值班员汇报。但必须指出，绝缘监察装置是与母线共用的。2 发生单相接地故障的原因
导线断线落地或搭在横担上；导线在绝缘子中绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上；导线因风力过大，与建筑物距离过近；配电变压器高压引下线断线；配电变压器台上的6kV避雷器或6 kV熔断器绝缘击穿；配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地；绝缘子击穿；线路上的分支熔断器绝缘击穿；同杆架设导线上层横担的拉线一端脱落，搭在下排导线上；线路落雷；树木短接；鸟害；飘浮物(如塑料布、树枝等)；电缆及其接头受损；其它偶然或不明原因。3 对单相接地故障的危害和影响分析 3.1 对变电设备的危害 kV配电线路发生单相接地故障后，变电站6 kV母线上的电压互感器检测到零序电流，在开口三角形上产生零序电压，电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如果长时间运行，将烧毁电压互感器。在实际运行中，近几年来，已发生变电站电压互感器烧毁情况，造成设备损坏、大面积停电事故。单相接地故障发生后，也可能产生谐振过电压。几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重时使变电设备绝缘击穿，造成更大事故。3.2 对配电设备的危害
单相接地故障发生后，可能发生间歇性弧光接地，造成谐振过电压，产生几倍于正常电压的过电压，将进一步使线路上的绝缘子击穿，造成严重的短路事故，同时可能烧毁部分配电变压器，使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,也可能发生电气火灾事故。3.3 对区域电网的危害
严重的单相接地故障，可能破坏区域电网的稳定，造成更大事故。3.4 对人畜危害
对于导线落地这一类单相接地故障，如果配电线路未停运，对于行人和线路巡视人员（特别是夜间），可能发生跨步电压引起的人身电击事故，也可能发生牲畜电击伤亡事故。3.5 对供电可靠性的影响 发生单相接地故障后，一方面要进行人工选线，对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电，中断正常供电，影响供电可靠性；另一方面发生单相接地的配电线路将停运，在查找故障点和消除故障中，不能保障用户正常用电，特别是在庄稼生长期、大风、雨、雪等恶劣气候条件，和在山区、林区等复杂地区，以及夜间、不利于查找和消除故障，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠性产生较大影响。3.6 对供电量的影响
发生单相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停运故障线路，从而将造成长时间、大面积停电，减少供电量。影响供电量指标和经济效益。4 对单相接地故障的预防和处理办法 4.1 预防办法
对于配电线路单相接地故障，可以采取以下几种方法进行预防，以减少单相接地故障发生。对配电线路定期进行巡视，主要检查导线与树木、建筑物的距离，电杆顶端是否有鸟窝，导线在绝缘子中的绑扎或固定是否牢固，绝缘子固定螺栓是否松脱，横担、拉线螺栓是否松脱，拉线是否断裂或破股，导线弧垂是否过大或过小等。对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备应定期进行绝缘测试，不合格的应及时更换。对配电变压器定期进行试验，对不合格的配电变压器进行维修或更换。在农村配电线路上加装分支熔断器，缩小故障范围，减少停电面积和停电时间，有利于快速查找故障点。在配电线路上使用高一电压等级的绝缘子，提高配电网绝缘强度。
4.2 发生单相接地故障后的处理办法 当配电线路发生单相接地后，变电所值班人员应马上作好记录，迅速报告当值调度和有关负责人员，并按当值调度员的命令寻找接地故障，当拉开某条线路的断路器，接地现象消失，便可判断它为故障线路。5 新技术新设备的应用
5.1 小电流接地自动选线装置
在变电所加装小电流接地自动选线装置，此装置能够自动选择出发生单相接地故障线路，时间短，准确率高，改变传统人工选线方法，对非故障线路减少不必要的停电，提高供电可靠性，防止故障扩大。目前，已有部分变电站加装了这套装置，取得了良好效果。在实际应用中，应注意此装置与各配出线间隔上的零序电流互感器配合使用，否则不能发挥任何作用。5.2 单相接地故障检测系统
在变电所的配出线出口处加装信号源，在配电线路始端、中部和各分支处，三相导线上加装单相接地故障指示器，指示故障区段。配电线路发生单相接地故障后，根据指示器的颜色变化，可快速确定故障范围，快速查到故障点。小电流接地微机选线装置的工作原理
小电流接地选线装置首先通过测量母线的零序电压判断哪段母线接地,然后通过各条线路的零序电流与零序电压比较,零序电流落后零序电压90°,确定接地线路.还有一种方式是判断母线接地后,通过探索跳闸，经重合闸延时后重合闸动作，自动合上开关，当零序电压仍然存在，并表明“本线路未接地”；当零序电压不存在，并表明“本线路接地”。只有在中性点不接或经消弧线圈接地欠补偿时故障线路与非故障线路的零序电流才不一致。当经消弧圈过补偿时无法判别。其次接地时利用停电后再重合是不允许的，因为造成短时停电。对中心点不接地电网中的单相接地故障又以下结论：
1、单相接地时，全系统都将出现零压；
2、在非故障的元件上有零序流，其数值等于本身的对地电容电流，电容性无功功率的实际方向为：母线->线路；
3、故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之和，数值一般较大，电容性无功功率的实际方向为：线路->母线；随着小电流接地自动选线不断研究和改进，微机技术和数字技术的应用，其性能在逐步提高，在不接地及消弧线圈接地系统已广泛应用。其选线的正确率有了很大的提高。目前了解到的选线方法压有：
1、零序电压、零序电流突变量和功率方向法；
2、残流增量及有功功率法；
3、并联电组法
4、五次谐波窄带选频，同时提取基波成分、利用相位关系判断故障线路；所有线路同时采样。
5、利用暂态小波分析、稳态过程谐波分析及能量分析等综合判断故障线路。从上述选线方法可以看出，目前的选线装置多个判量综合分析的方法，所以使其选线正确明显提高。
小电流接地自动选线装置存在的问题：
1、作为判据的信号量小，相对测量误差偏大；
2、零序PT、CT的误差及长距离二次电缆引起测量误差；、干扰大、信噪比小；一是电磁干扰，二是系统负荷不平衡造成的零序电流和谐波电流较大；
4、随机因素影响的不确定，运行方式改变、电压水平、负荷电流的变化、接地故障 形式和接地点过度电组的千变万化 ；
5、小电流接地自动选线装置本身的性能不够完善。
利用电网稳态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法:
1、基于基波的选线方法：零序电流比幅法，零序功率方向法，群体比幅比相法，零序导纳法，有功电流法，零序电容电流补偿法，相间工频电流变化量法，有功分量法。
2、基于谐波的选线方法——五次谐波电流法。
3、其他方法：最大投影差值，残流增量法。
利用电网暂态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法：
1、零序暂态电流法，能量法。
2、能量法。
3、小波分析法。
利用其他方法：
1、注入法。
2、注入变频信号法。
3、负序电流法。
4、利用不对称因素的综合选线法。东滩煤矿6kV系统单相接地故障的处理 中性点不接地系统发生单相接地时，值班员应将接地开始时间、电压指示、接地相别向工区、矿调汇报，并对所内设备进行检查，监视接地情况，如有变化及时联系。6kV系统带一点接地的允许运行时间，不宜超过2小时。
一、接地时的现象：
1、高压接地微机选线装置报警，后台上位机系统报警。
2、发生完全接地故障时，绝缘监察电压表，三相指示不同，接地相电压为零或接近零，非故障相电压升高倍，且持久不变。
3、发生间歇接地故障时，接地相电压时减时增，非故障相电压时增时减，或有时正常。
4、发生弧光接地故障时，非故障相的相电压有可能升高到额定电压的2.5～3倍。
5、6kV系统，电压指示情况。
相电压：故障相降为0V；非故障相电压升高到6kV。线电压：正常6kV。
二、接地故障寻找方法：
1、依据高压接地微机选线装置，试拉显示线路。
2、分割电网
1）将电网分割成电气上互不联接的两部分。2）将线路向另一母线系统切换。3）对线路进行解并环操作。
3、试拉线路
1）试拉故障可能性大，绝缘程度较弱的线路。2）试拉对用户影响较小，分支线路较多的线路。3）试拉对用户影响较小，分支线路较少的线路。4）试拉母线系统及变压器。
三、故障查找步骤
1、区分接地现象在1＃（2＃）还是3＃变压器；
2、区分接地现象在变压器Ⅰ臂还是Ⅱ臂；
3、查看高压微机接地选线装置报警路好、编号及打印线路号，并进行试拉；
4、若无明显接地点，通知井下中央变电所进行倒闸操作。1）6kVⅠ臂接地时
（1）、合上井下中央变电所Ⅱ段、Ⅲ段联络柜19#、20#柜，（2）、拉开21＃、29#进线柜；（3）、观察接地现象是否转移
①若接地现象转移到Ⅱ臂，则故障线路在井下Ⅲ段母线上，试拉Ⅲ段母线上馈出柜。②若接地现象仍在Ⅰ臂则
（4）、合上21＃、29＃开关，拉开20＃开关；
（5）、合上井下中央变电所Ⅰ段、Ⅳ段联络柜39#、1#柜；（6）、拉开33＃、35＃进线开关；（7）观察接地现象是否转移
①若接地现象转移到Ⅱ臂，则故障线路在井下Ⅳ段母线上，试拉Ⅳ段母线上馈出柜。②若接地现象仍在Ⅰ臂，则故障线路在6kVⅠ臂地面馈出线路，分别进行试拉。2）6kVⅡ臂接地时，处理方法与上类似。
四、处理接地故障的注意事项
1、系统发生单相接地应及时处理，尽快对故障线路停电，防止事故扩大，以免造成更大损失。
2、倒闸操作时要注意观察负荷情况，防止变压器过负荷。
3、双回路变电所应进行到回路操作进行判断。
4、在进行系统接地点的倒闸操作中或巡视配电装置时，值班人员应穿上绝缘靴戴上绝缘手套，不得触及接地金属物。
5、在进行寻找接地点的每一操作项目后，必须注意观察绝缘监视信号及表计的变化和转移情况，并做好记录。
6、在某些情况下，如电压互感器高压侧或低压侧熔丝烧断时，或相对地电容显著地不相等，监视绝缘绝缘地仪表指示可能不正确，此时，事故处理人员应认真分析，正确判断。
接地故障处理 篇6
关键词：发电机定子;接地故障;分析处理;对策
中图分类号：TM311 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）03-0100-02
近几年来，大部分发电厂汽轮发电机组出力都能达到额定值，各项性能与参数也足以满足正常运行方式的要求。但是，由于技术因素的限制，汽轮发电机定子在制造、使用中过程中为单一整体，维修非常困难。因此，本文对大型汽轮发电机定子接地故障原因进行了较为全面、系统的阐述，同时结合具体实例剖析了这些故障对机组安全运行带来的危害及相应的处理措施。
1 发电机定子接地故障的危害性
发电机定子绕组对地（铁芯）绝缘的损坏就可能会发生单相接地故障，这是定子绕组最常见的电气故障。定子绕组单相接地故障对发电机的危害主要表现在定子铁芯的烧伤和接地故障扩大为相间或匝间短路。
铁芯烧伤由故障点电流If和故障持续时间t决定，If2越大，铁芯损伤越严重。对于没有伤及铁芯的定子绕组绝缘损坏，修复工作较简单，停机时间也较短;一旦烧及铁芯，由于大型发电机组定子铁芯结构复杂，修复困难，停机时间就较长，如果说定子绕组绝缘损坏和单相接地故障是难免的，但由此而殃及定子铁芯则是完全应该避免的，为此应设法减小定子绕组单相接地电流If ，同时缩短故障的持续时间。
定子绕组绝缘一点损坏（单相接地）时故障电流仅数安或数十安，故障处电弧时断时续，将产生间歇性弧光过电压，由此而引发多点绝缘损坏，轻微的单相接地故障扩展为灾难性的相间或匝间短路，这也是必须避免发生的。
2 发电机定子绕组接地原因分析
发电机绝缘有较高的耐电压强度，并能承受一定过电压的性能，在工作电压和工作温度下，绝缘介质损耗因数tanδ小且稳定，具有一定的去游离电压、绝缘寿命应保证在25～30 a。造成发电机定子接地的原因主要有发电机内部因素的原因及外部因素的原因。以下统计了常见的几点发电机定子绕组可能造成接地故障的原因。
2.1 定子绕组发生接地故障的内部原因
①定子绕组的绝缘材料、铜导体和定子铁芯由于膨胀系数不同，在绕组加热和冷却过程中，不可避免地产生较大的机械应力。长时间作用使得绝缘失去弹性而产生裂纹，甚至在运行电压下绝缘击穿。另外，发电机绝缘在工作温度下、浸渍漆和粘合剂不应融化流出，否则将导致绝缘迅速老化。②发电机绝缘在制造过程中和运行时受到各种机械力的作用，尤其在高速运转时受到的机械应力更大，受到的机械应力及危害分析如下：其一，端部线圈在运行时和突然短路时，产生电动力使端部线圈固定松动，长时间作用磨坏绝缘。其二， 幅向交变电动力，是定子绕组的横向磁通使导体受到的力。另外，在额定电流下，汽轮发电机单根线棒上也会受到几百公斤力的作用，并以每秒100次的频率打击着绝缘，在短路时，该力达到数百吨。上述交变电动力作用结果，将使绝缘断裂或磨损，在运行中可能使绝缘击穿。③发电机运行产生电晕放电时，又有臭氧和各种氧化氮产生，前者是强烈的氧化剂，侵蚀有机绝缘材料;后者和水形成硝酸或亚硝酸，腐蚀金属材料，使纤维材料变脆。所以，发电机绝缘应防止产生电晕放电并采用防电晕材料。④发电机内定子绕组绝缘被异物磨损或老化等造成绝缘水平下降时，可能造成定子接地故障。
2.2 定子绕组发生接地故障的外部原因：
运行中的发电机定子接地时，发变组保护装置会发出“定子接地”报警信号，发电机出线采用封闭母线后，由外界因素引起接地的几率大大减少了，但是其他一些因素也会造成发电机定子接地，例如：①发电机漏水及冷却水导电率严重超标时会引起接地报警。②与发电机定子绕组相连的一次部分设备上发生单相接地时引起接地故障。如发电机出线主封母支持绝缘子受潮绝缘下降、主变低压侧升高座内因橡胶密封升缩套破裂渗水导致升高座内积水瓷瓶绝缘下降。③发电机电压互感器开口三角形绕组的高压侧熔断器熔断，开口三角电压线松动、接触不良，电压互感器开口三角侧一次插头或二次插头接触不良等，也会造成发电机定子接地报警，这种不是由于真正接地而引起保护报警的现象通常称为“假接地”。④发电机风道及绕组上的污垢和尘土造成散热条件脏污，引起风道堵塞、绕组过热，导致发电机温升过高、过快，使绕组绝缘迅速恶化。⑤发电机冷却器进水管堵塞，造成冷却水供应不足，绕组过热、绝缘受损。⑥发电机长期过负荷运行。⑦在发电机烘干驱潮时，温度过高。
3 故障现场排查、分析判断及事故处理
当发电机定子绕组及其一次回路发生一相接地时，接地点将流过对地电容电流。该电容电流可能产生电弧，如果电弧是持续性的，同时又发生在发电机内部，就可能损坏发电机定子铁芯，铁芯的损坏程度与此时对地电容电流的大小有关。发电机运行中保护装置发出“定子接地”报警信号后，运行人员应立即测量发电机相关二次电压并通知检修人员立即到发变组保护屏、PT二次端子箱等地分别测量发电机二次电压，进行分析，以判断发电机定子是否真正发生接地故障。
当定子绕组回路发生一相金属性接地时，接地相对地电压为零，非接地相电压升高至线电压，各线电压不变且平衡。如果接地点在定子绕组中的某一部分或者是发电机出口一相非金属性接地以及主变低压绕组内部接地时，接地相对地电压不会降至零，不接地相对地电压虽然升高，但也低于线电压，出口PT开口三角侧电压也小于100 V，接地电阻越大或越靠近中性点，其值越小。
当出口PT高压保险熔断一相或两相时，其开口三角绕组的电压也要上升，可能发出接地报警信号。例如：A相高压保险熔断，定子电压的UCA、UAB降低，UBC不变，仍为线电压，UB0、UC0仍接近相电压，UA0则明显降低，开口三角侧电压电压接近100/3 V，此种情况即为假接地。
判断真假接地的关键在于：真接地时，接地相对地电压降低，而非接地相对地电压升高，且线电压彼此平衡。假接地时，不会有相对地电压升高的现象，线电压也不平衡。
定子接地故障的现场检查项目及步骤参考如下：①检查发变组保护装置是否正确动作、保护定值是否合理，加入模拟量校验装置是否正常，是否出现误报、误动作。②测发电机绝缘（带封母及主变、厂高变等其他一次设备）。③检查保护装置及PT二次端子箱的二次电压线是否有松动，接线端子是否足够紧固。④保护装置到PT端子箱及及到PT柜本体的二次线绝缘是否良好。⑤电流、电压二次回路各接地点是否可靠、正确。⑥在PT就地端子箱或中性点变压器的二次电压端子施加模拟量，带外部线模拟检查保护装置是否正确可靠动作。⑦检查电压互感器一次绕组尾端接地是否可靠。⑧检查PT柜内一次插头、二次插头及二次插头内的电压线是否接触牢固、可靠。⑨检查发电机出线套管处的软连接是否正常，有无水、油污及其他异物。⑩检查发电机主封母内各处是否干燥、是否绝缘良好，应无积水、无异物。11 检查主变低压侧套餐及厂高变的高压侧升高座内是否干燥无积水、无异物、绝缘良好。12 断开发电机出口软连接，分别测发电机本体及本体以外一次设备绝缘。13 发电机出线PT进行高压试验。14 对发电机中性点干式变、电缆进行高压试验。15 发电机出口避雷器高压试验。16 对主封母连带主变低压侧及厂高变高压侧进行高压试验，如数据不正常再将封母、主变低压侧、厂高变高压侧分别断开连接进行检查。17 发电机打开两侧端盖、抽转子，结合跳机前的各运行参数检查定子绕组。18 发电机定子加高压试验进行排查。
4 案例分析
4.1 故障情况
2013年7月25日，某电厂#2机（东方电机厂，型号：QFSN-21
0-2，额定有功功率210 MW）发变组保护动作，机组跳机。继保人员在发变组保护A、B屏发现定子基波零序电压高值有动作出口跳闸记录（即发电机定子接地保护动作出口跳闸）。分别检查发变组保护装置、外部接线，现场相关的CT、PT端子接线箱等均无发现异常现象，查看了机组故障录波器、网控室故障录波器、保护装置的动作报告及动作波形，并打印了相关的动作报告进行分析。同时，运行人员检查氢气湿度、内冷水的水质及测发电机绝缘均合格。
4.2 故障的查找及处理
机组跳机后，电厂相关技术人员根据保护动作的类型、波形及动作值进行初步分析后，判断可能为发电机内部故障，决定进一步进行检查。
检修人员随后检查了主变及厂高变的升高座内的积水及绝缘受潮的情况，并将发电机封闭母线多个支撑绝缘子及人孔处拆开检查封母内部，均无发现异常。检修人员还检查了机端电压互感器及中性点变压器到就地二次电压端子箱的所有接线，对发变组保护装置的定值和接线、二次电缆的绝缘、电流（电压）二次回路接地点及接线端子进行检查，并对电压互感器一次绕组尾端接地可靠性进行检查，均无异常;继保人员在发电机就地电压端子箱的中性点变压器二次回路加入电压量，模拟故障情况，发变组A、B屏保护装置的定子零序电压高值保护能正确动作、保护装置的动作信号指示也都正常。
后检修人员直接对发电机本体、机端PT、避雷器、中性点电缆、中性点变压器、封母、主变、厂高变、励磁变等一次设备做绝缘电阻、直流电阻、空载试验、倍频耐压试验，交、直流耐压等相关高压试验，试验数据均正常。进一步分析后，重点检查发电机PT的相关一次、二次回路，最后，打开PT本体二次插头，发现PT开口三角形二次插头内有一根二次线存在松动现象，重新焊接处理后，机组重新点火开机，在发电机升压过程及并网后通过发变组保护对机端电压及自产零序电压、外接零序电压、中性点零序电压等各项数据进行检查均正常，机组顺利并网。
5 结 语
如上述分析，汽轮发电机定子的结构、接地故障的几个主要形成原因及故障的现场判断、查找以及相应的处理对策都有了一个较为清晰的思路。但是，遇到实际定子接地故障时，还需要结合具体情况做具体的分析和处理。
参考文献：
[1] 王维俭.发电机变压器继电保护应用（第2版）[M].北京：中国电力出版
社，2001.
[2] 李平.水轮发电机定子一点接地故障查找[J].广西电力，2014，（1）.
[3] 陈天翔，王寅仲，海世杰.电气试验（第2版）[M].北京：中国电力出版社，
2008.
接地故障处理 篇7
一、小电流接地系统的适用范围及特点
(一) 中性点不接地系统。
1. 适用范围。
3~10KV电力网, 单相接地电容电流Ic<30A;125MW及以下发电厂厂用母线段系统, 单相接地电容电流Ic<5A;35KV电力网, 单相接地电流电容Ic<10A等。
2. 特点。
一是单相接地故障电流Ic<10A, 故障点电弧可以自熄, 熄弧后故障点绝缘可自行恢复。二是运行可靠性高。这种系统发生单相接地时, 一般情况不能构成短路回路, 接地相电流不大, 电力网线电压的大小和相位关系仍维持不变, 可带故障运行一段时间 (t≤2h) , 保证了供电连续性。三是对邻近通信系统干扰小。四是单相接地故障时, 非接地相的电压升为相电压的槡3倍, 该系统的相对地的绝缘水平是按线电压设计的。
(二) 中性点经消弧线圈接地。
1. 适用范围。
适用于3~10KV单相接地故障电容电流Ic>30A, 瞬间性单相接地故障较多且Ic>10A的架空线路为主的配电网;发电厂高压厂用段对地电容电流Ic>10A;35KV电力网单相接地故障电容电流Ic>10A等情况。
2. 特点。
一是利用消弧线圈的感性电流补偿接地点流过的电网容性电流, 使故障电流小于10A, 减缓接地点故障恢复电压上升速度, 电弧可以自熄, 熄弧后故障点绝缘可自行恢复。二是减少系统间歇式电弧接地产生过电压的概率。三是可消除因雷击等原因引起瞬时性接地故障, 减少绝缘子热破坏和电弧扩散引起相间短路的概率, 系统可带故障运行一段时间 (t≤2h) , 提高配电网供电的可靠性。四是降低了接地工频电流 (即残流) 和地电位, 减少了跨步电压和接地电位差, 减少了对低压设备的反击以及对信息系统的干扰。五是与中性能点不接地系统一样, 发生单相接地时, 健全相对地电压升高槡3倍, 中性点电压为相电压, 其绝缘设计与中性点不接地系统完全相同。
二、单相接地故障对系统的危害
小电流接地系统发生单相接地时, 按《电气运行规程》中规定, 该接地运行不应超过两小时, 但若长期不能查找到并排除故障点, 将会对电气设备及系统的安全构成危害, 继而引发事故。由于非故障相对地电压升高, 当完全接地时升至线电压, 系统中的绝缘薄弱点可能被击穿, 发展成相间短路, 使事故扩大。可能使电压互感器铁芯严重饱和, 导致电压互感器严重过负荷而烧毁。若故障点产生间歇性电弧时, 在一定条件下产生串联谐振过电压, 其值可达到相电压的2.5~3倍, 危及变配电设备的绝缘, 进而损坏设备, 破坏系统安全运行。对二次回路及保护自动装置的影响。由于一相接地致使其他两相电压升为线电压, 有时会使电压互感器一次熔断器发生熔断, 从而使二次保护或自动装置发生误判断, 认为一次系统失压, 而误启动快切装置。在单相接地的故障点20m以内, 会造成人员跨步电压触电, 严重时危及人的生命。
三、单相接地现象分析与判断
(一) 真实接地的情况。
1. 金属性永久接地。
如果某一相发生金属性永久接地, 则绝缘监察电压表指示该相电压为零, 非故障相的电压升高至线电压, 此时电压互感器二次开口三角形绕组出现100V零序电压, 则绝缘监察电压继电器动作, 发出接地信号。
2. 非金属不完全接地。
当某一相发生非金属不完全接地时, 即通过高电阻或非金属接地, 此时系统中性点电位发生偏移, 则绝缘监察电压表指示该相电压很低, 但不为零。非故障相的电压升高, 显示值介于相电压与线电压之间, 此时, 电压互感器二次开口三角形绕组零序电压达到整定值, 发出接地信号。
3. 稳定性电弧接地。
如某一相发生稳定性电弧接地, 则该相电压降低, 非故障相的电压升高至线电压。此时电压互感器二次开口三角形绕组出现100V零序电压, 则绝缘监察电压继电器动作, 发出接地信号。
(二) 虚假接地的情况。
1. 电压互感器高压侧一相断线或一次熔断件熔断而发出接地信号。
此时故障相电压降低, 但指示不为零, 非故障相仍为相电压。电压互感器二次开口三角形绕组会出现35V左右电压值, 使绝缘监察电压继电器动作, 发出接地信号。处理电压互感器高压侧断线故障或更换一次熔断器可恢复正常。
2. 空载母线发生虚假接地。
当用变压器对空载母线充电时, 可能激发铁磁谐振过电压或由于进线开关三相合闸不同期, 三相对地电容不平衡, 使中性点位移, 三相电压不平衡, 发出接地信号。这种情况只在操作时发生, 检查母线及连接设备无异常后, 投入一条线路或一台变压器, 即可消失。
3. 串联谐振引发接地信号。
由于在中性点不接地系统中, 为了监视三相对地电压在发电厂, 变电所母线上常接着Y0接线的电磁式电压互感器。正常运行时, 电压互感器的励磁阻抗很大, 每相对地阻抗 (L与C并联) 显容性, 三相基本平衡, 电网中性点的位移电压很小。但在如突然合闸, 瞬时单相弧光接地, 在传递过电压的扰动下, 如果参数配合不当使Y1+Y2+Y3=0 (Y1为容性导纳, Y2、Y3为感性导纳) , 则发生串联谐振, 使中性点位移电压急剧上升造成虚幻接地现象, 并使绝缘监察电压继电器动作, 发出接地信号。采取临时的倒闸措施, 如投入消弧线圈, 将变压器中性点临时接地以及投入事先规定的某些线路或设备。
4. 消弧线圈补偿电流容量调整不当造成接地信号。
当消弧线圈分接头允许电流值调整不当, 当达不到对接地电容电流补偿度的要求, 常在系统中倒运行方式操作时, 中性点位移电压较大, 使绝缘监察电压继电器动作, 会发出接地信号。要汇报值长, 在相互联系好后, 可先恢复到原运行方式, 将消弧线圈停电退出后, 调整其分接头, 使补偿电流满足运行要求, 即中性点位移电压不超15%相电压, 脱谐度不大于10%, 然后投入, 再重新倒运行方式。
5. 绝缘监察电压继电器触点粘接造成误发接地信号。
当绝缘监察电压继电器发生信号触点粘接时, 接地信号持续发出, 而绝缘监察电电压指示三相电压正常, 未能真实反映系统有无单相接地的情况。应首先认真检查二次绝缘监察回路, 重点检查绝缘监察继电器有无触点粘接现象, 若出现该情况应更换新绝缘监察继电器。
四、单相接地故障的处理
(一) 明确接地性质。
根据中史信号和绝缘监察电压表指示分析是瞬时接地或永久接地, 金属接地或非金属接地的情况, 判明接地相别和接地性质并及时汇报值长, 做好台帐记录。
(二) 检查配电室内有无故障。
对高压配电室 (站) 内一次设备进行外部检查, 检查各设备支持绝缘子有无损伤, 放电闪络、检查设备有无落物, 小动物及外力破坏现象, 检查各引线有无断线接地, 检查电压、电流互感器、避雷器等有无击穿损坏现象。
(三) 分网运行缩小范围。
如将母线分段运行, 并列运行的变压器分列运行将电网分成相对独立的几个部分。分网时应注意分网后各部分的功率平衡, 继电保护的配合, 消弧线圈的补偿度要适当。
(四) 检查高压配电室 (站内) 设备发现有接地故障的处理。
汇报值长后转移负荷, 断开故障线路负载的电源断路器, 隔离故障, 并把故障设备各侧隔离开关拉开, 对故障设备进行检修。发现故障点在母线上无法隔离的, 应申请故障母线停电检修。
(五) 检查高压配电室 (站内) 未发现故障。
要汇报值长, 经批示后采用瞬停方法, 查出有故障的线路, 依次断开所在故障线上各分路断路器, 如果接地信号消失, 绝缘监察电压表指示恢复正常, 便可判定该线路为故障线路, 并对该线路断路器、隔离开关、绝缘子等进一步检查。
1.“瞬停法”选线思路。
应优先选择不影响系统运行或影响较小, 但发生接地可能性又很大的线路负载进行检查。由于高压电机在运行中, 单相接地时会保护跳闸, 故可基本排除电机负载接地的情况, 而高压变压器多为无单相接地保护功能, 当其单相接地时不会保护跳闸, 且不少外围变压安装位置较偏远, 电缆线路较大, 环境恶劣, 故障率高, 应作为优先排查对象。
2.“瞬停法”逐路选线顺序。
先停空载线路;其次是双回路或有其他电源的线路;再次是分支多、线路长、负荷小、历次故障多且不太重要的用户线路;最后是分支少、线路短、负荷重且较重要用户的线路。查出故障线路后, 对不重要用户的线路, 可以先停电并通知其查线路故障, 对重要用户的线路可以转移负荷或提前通知用户做好停电准备后, 再切除该线路进行检修处理。
(六) 当逐路选线查找后仍未找到故障线路, 可考虑是两条线路同相接地或母线设备接地情况。
若将线路全部选切一遍, 三相对地电压指示没有变化, 说明是母线设备接地;若全选切一遍, 三相对地电压指示有变化时, 则应是有两条配电线路负载同相发生单相接地故障。应申请故障母线段或线路负载停电后进一步检查处理。
五、查找处理接地故障时的注意事项
一是寻找和处理单相接地故障时, 室内不得接近故障点4m以内, 室外不得接近故障点8m以内, 工作人员必须穿绝缘靴, 戴绝缘手套, 使用专用工具, 保证人身安全后才可进入工作范围。二是监视消弧线圈的运行状况。消弧线圈有故障时, 应先投入备用变压器, 当故障变压器停电后再拉开消弧线圈隔离开关。严禁在有接地故障时, 拉开消弧线圈隔离开关。三是用“瞬停法”查找故障时, 无论线路有无故障, 均应立即合上断路器, 瞬停时间应小于10S。四是如在大风、雷雨天气系统频繁出现瞬时接地现象, 可将不重要且易出现故障且分支多的线路停电10~20min, 若观察不再出现瞬时接地现象, 待风雨停后试送电。五是处理中性点经消弧线圈接地系统的接地故障时, 禁止停用消弧线圈。若消弧线圈温升超过规定时, 可在接地相上先做人工接地, 消除接地点故障后, 再停用消弧线圈。六是查找电压互感器高压侧熔断器熔断发接地信号时, 应必先断开它的二次电源小开关, 退出运行, 才可拉出电压互感器进行检查处理。
六、结语
接地故障处理 篇8
关键词：小电流接地系统,问题处理,单相接地
1 系统接地的具体情况
通常来讲, 按照系统的接地方法可以将其划分成两大类:一类是大电流接地, 另一类是小电流接地。而小电流接地方法在我国3~66k V电力系统中占绝大部分。
在小电流的系统里存在较多的问题, 单相接地就是一种发生频率较高的故障。在小电流系统中, 若出现了这种故障, 系统在两小时以内依然能够确保系统安全可靠供电, 原因在于线电压的大小和相位保持稳定, 不会出现突变, 并且它的绝缘也是通过线电压来进行设计的, 所以在短时间内带故障运行是可以的。这也是小电流接地系统最大的一个优势。
2 系统问题分析
第一, 当变电站计算机监控系统显示“X千伏母线接地”时, 且伴随音响报警。中性点经消弧线圈接地的系统, 计算机监控系统同理也会显示“消弧线圈动作”, 音响报警。第二, 绝缘监察电压表三相指示值不同, 此时接地相电压会下降甚至接近零值, 其余两相升为线电压, 这时称为稳定性接地。如果绝缘监察电压表指针不停地来回摆动, 这种情况认为是间歇性接地。第三, 若出现孤光接地问题的情况, 正常状况下的相电压会非常高, 相应的表针也会很高, 甚至还会发生电压互感装置受到影响以至于损坏的情况。第四, 如果发生某相完全接地的现象, 则故障相的电压降为零, 正常状况下的相电压升高至线电压, 此时电压互感器开口三角电压为100V, 电压继电器动作, 触发接地信号动作。第五, 如果单相发生此类问题时, 中性点电位通过高电阻或电弧接地进行偏移, 此时故障相的电压降低, 但是不等于零。此时, 正常状况下的相电压会呈现出上升的趋势, 这种趋势高于相电压而低于线电压。当电压互感器开口三角电压达到整定值时, 电压继电器动作, 触发接地信号动作。第六, 如果某相发生电弧完全接地, 同样也会产生上述第四种情况, 直至发出接地信号为止。
3 故障应对措施
首先, 当出现单相的接地问题后, 工作人员需要立即复位音响, 认真做好记录工作, 详细记载故障发生状况, 第一时间向电力调度部门告知故障情况, 并且严格按照调度的指令积极地解决问题, 详细的解决方案应该由值班人员决定。其次, 要仔细认真地查看电气装置是否出现较为直接的现象, 在找不到故障的前提下, 对线路进行排查。再次, 将电网合理准确地进行分割处理, 也就是把它分成几个互不相连的部分, 进而针对具体的对这些组成进行剖析和判定。比如把母线分割, 把并列运行方式的变压器变成独立运行的方式。这种分割必须满足装置补偿、电能质量、功率平衡等条件。第四, 再拉开无功补偿电容器的断路器以及空载线路。对于多电源线路来说, 通过负载转移的方式明确故障所处位置。第五, 通过保护跳闸等的一系列措施来找到故障, 如果拉开其中的一条线路时, 接地问题立刻消失, 就可以肯定这条线路即是发生问题的部分, 上报给调度工作人员的同时, 对发生故障的部分的相关装置进行合理仔细的检查。第六, 如果依旧没有找到故障点的话, 此时接地问题仍存在, 我们可以认为是两条线路同相接地或站内母线设备接地情况, 然后有针对性的排除故障问题。工作人员应该按照合理的步骤来选择线路, 尤其是注意在对线路进行排查的时候绝缘监视设备的电压改变问题, 假如将全部的都进行处理, 此时三相对地电压并没有改变情况的话, 表明线路并没有发生上述的问题, 而是装置自身发生了问题。如果按照上述的步骤重新进行, 发现电压有改动的情况下, 需要分析有两条配电线路同相发生单相接地 (含断线) 故障。第七, 两条线异相接地。此类问题大多出现在特定的环境下, 比如雷雨天气或者是风雪气候之下, 具体表现为相同母线的两个线路一起发生或者是其中的一个发生跳闸现象, 此时电网会发生上述的接地问题。假如两条线路同时跳闸下的情况下不存在接地, 或者是其中一条线路发生跳闸存在接地故障, 但单送其中一条时电网单相接地相发生改变, 这是判断的必要依据。
4 处理单相接地故障的要求
(1) 小电流接地系统发生单相接地时, 凡是对地有电容的线路都会有零序电流流过。
(2) 母线和某一线路都报出接地信号, 应检查故障线路的系统设备有无异常。
(3) 只报出母线接地信号, 应检查母线及其连接设备、变压器等是否异常。若经检查, 站内设备无异常, 则有可能是某一线路有故障, 并且其接地故障失灵, 应采用瞬停的方法, 明确故障线路。对于重要的用户线路, 可以转移负荷或者通知用户做好充分准备后停电寻找故障点。在某些情况下, 虽然系统的绝缘并没有损坏, 但是由于其它原因产生某些不对称状态, 也有可能出现接地信号, 此种接地称为“虚幻接地”, 应注意区分判断。
(4) 寻找和处理单相接地故障时, 应作好安全措施, 保证人身安全。当设备发生接地时, 室内不得靠近故障点4米以内, 室外不得靠近故障点8米以内, 进入上述范围的工作人员必须穿绝缘靴, 戴绝缘手套, 使用专用的绝缘工具。
(5) 解决接地问题的时候, 不能够直接用消弧线圈来进行。假如它的温度大于规定指数的时候, 应该先在接地相上通过手动的方式进行, 接地处理之后, 然后使用上述的方法对其处理。
结语
伴随科学技术的快速发展, 上述的问题已经有了合理的判别知识体系和具体的计算方式, 相应的装置也不断地发展壮大。除此之外, 还应该积极地提升相关工作人员的工作能力, 改善设备运行的环境, 做好设备的检修以及管理等工作, 切实将其绝缘能力提升到合理的水平。
参考文献
[1]胡晓丽.小电流接地系统单相接地故障分析及处理[J].高科技与产业化.2010 (07) .
[2]郭乃芹.小电流接地系统接地信号分析及处理[J].现代营销 (学苑版) .2011 (07) .
不停电处理直流系统接地故障 篇9
如图1所示, 河南中州铝建设有限公司直流系统正常供电方式为一条直流母线带全部负载, 另一条母线空载备用。母线联络开关K0合, 各直流分支环路运行。正常运行时, K0、K1、K3~K6合, K2断, 直流电源由1#锅炉、经联络开关到2#锅炉和3#锅炉, 形成环网。当直流回路出现接地故障时, 直流Ⅰ段母线会出现直流接地信号, 判断方法如下。
(1) 断开K0, 合上K2, 直流Ⅱ母也应出现直流接地信号。断开K1, 如果接地点在K1所带支路, 则直流Ⅰ段母线直流接地信号会消失, 否则两段直流母线上直流接地信号仍然存在。这样在保证支路直流电未断开情况下, 通过直流接地信号从Ⅰ段母线转移到Ⅱ段母线, 快速判断出故障点所在回路。
(2) 当查出故障点在K1所带回路后, 使用同样方法进一步缩小故障范围。合上K1、此时K2~K6在合、K0在断, 这时直流两段母线均出现直流接地信号。断开K6, 如果直流Ⅱ段母线接地信号消失, 则故障点在K6之前, 排除故障在3#锅炉;合上K6, 断开K4, 如果直流Ⅰ段母线接地信号消失, 直流Ⅱ段母线接地信号仍存在, 表明接地点在K4与K6所带回路之间, 这就准确将故障点锁定在2#锅炉所带设备。
接地故障处理 篇10
关键词：地接系统,消弧线圈,小电流接地
1 220 k V七星变电站接地方式
220 k V七星变电站采用的中性点接地方式是经消弧线圈接地。消弧线圈是一个具有铁心的电感线圈, 线圈的电阻很小, 电抗很大。消弧线圈的铁心柱有很多间隙, 间隙中填着绝缘板纸。采用消弧线圈接地, 当系统发生单相接地故障时, 能补偿接地故障时产生的电容性电流, 减小故障电流, 保证系统能继续可靠运行一段时间。如故障为瞬间故障, 可避免10 k V线路跳闸, 以达到减少跳闸次数, 提高供电可靠性的目的。
220 k V七星站采用的是KD-XH型配电网智能化快速消弧系统, 该系统通过10 k V开关零序CT接入电流开入量, 能有效判断接地故障, 实现选线延时跳闸功能, 大大提高10 k V系统的供电可靠性, 特别是降低了架空线路瞬间故障跳闸的几率。
2 事故发生情况及分析
2.1 事故发生情况
2012年11月5日, 10:30时, 220 k V七星站连续发“消弧装置异常”“消弧装置异常复归”信号, 起初认为是装置某个接点发生异常, 导致信号不断重复发送, 于是派人到现场检查, 并复归信号, 但在消弧装置屏依然无法复归信号。
2.2“消弧装置异常”信号告警原因分析
结合以往运行经验, 以下原因可能导致“消弧装置异常”告警: (1) 装置本身发生故障。 (2) 信号回路缺陷, 导致误发信。 (3) 10 k V系统发生瞬间接地故障。 (4) 10 k V系统发生永久性故障, 但因故无法切除故障。
2.3“消弧装置异常”信号处理方法
(1) 向调度申请退出消弧装置, 需由厂家现场处理。 (2) 检查信号回路, 排除信号回路缺陷。 (3) 隔离10 k V故障点。
2.4 现场检查
经到现场检查, 发现消弧装置已经在启动, 并不断补偿, 证明10 k V系统存在故障点, 并且是永久性故障。但根据消弧装置的保护配置, 发生故障时, 消弧系统能够正确快速进行补偿, 消除接地时产生的容性电流, 并且选出故障线路。若补偿时间超过10 s, 证明此故障是永久性故障, 消弧装置会发出“补偿失败”的信号, 并发出跳闸指令, 使故障的10 k V线路开关跳闸, 隔离故障点。但此时, 10 k V系统中存在永久故障点, 并且消弧装置一直在补偿, 没有选出故障线路, 并发出跳闸信号, 使接地故障点不断存在, 这是不允许的。经查看消弧装置的控制面板, 查看具体的故障时间和故障线路, 发现10 k V 1M母线在16:30时开始接地并持续到17:20时, 但消弧装置中却没有显示故障线路, 也没有跳闸出口指令, 由此可推断, “消弧装置异常”告警信号是因为10 k V系统中存在永久故障点, 并且消弧装置在不断补偿, 超过补偿允可时间引起的。
3 事故处理
由于消弧装置不能选出故障点, 仅选出接地母线 (但接地母线电压没有明显降低) , 为此采用轮停的方式筛选并切除故障设备。
筛选故障设备时, 依据设备重要度由低到高的顺序进行排查, 即依次断开电容器组、馈线、站用/接地变、主变10 k V侧开关。当操作到断开10 k V#2电容器组517开关时, “消弧装置异常”告警复归, 并且没有再重复发送。据此, 可以断定是10k V#2电容器组间隔接地故障。经进一步查实, 消弧装置没有接入电容器组电流回路, 导致消弧装置不能选出故障电容器组, 无法正确发出跳闸信号, 导致消弧装置不断在补偿10 k V#2电容器组间隔接地时产生的容性电流, 当超过补偿时间10s时, 消弧装置发出“异常”信号。断开10 k V#2电容器组517开关后, 经现场检查, 发现516开关柜出现电缆头熔断, 并且有明显烧焦的痕迹, 随后将10 k V#1电容器组转检修处理。
4 结语
消弧系统控制装置是否正常、可靠运行, 对10 k V系统的安全稳定有着重要的意义。本次事故中, 是因为消弧装置没有接入电容器回路, 导致10 k V#1电容器组间隔接地时消弧装置不能选出故障线路, 无法正确发出跳闸信号, 导致消弧装置不断在补偿10 k V#1电容器组间隔接地时产生的容性电流, 当超过补偿时间10s时, 消弧装置发出“异常”信号。因此, 当消弧装置发现异常时, 我们不仅要对装置本身进行细致的检查, 还要考虑有可能改变系统零序网络的所有因素, 从而保证整个电力系统更加稳定地运行。当监控机发出“消弧装置异常”“消弧装置异常复归”信号, 不断重复且在消弧装置屏无法复归信号, 10 k V系统有可能存在永久性故障点, 此时, 可采用“轮停法”排查出故障点, 具体就是根据选出的母线对该母线所在的所有出线, 包括线路、电容器出线等逐条进行切除, 如果切除某条出线后发现“消弧装置异常”告警复归, 并且没有再重复发送, 据此, 可以确认是这个出线间隔接地故障。
参考文献
[1]于志坚.电气设备及其运行[M].北京:中国水利水电出版社, 2001.
接地故障处理 篇11
关键词：小接地电流系统 单相接地故障 MATLAB软件 零序电流
中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0094-02
1 小接地电流系统仿真模型
1.1 中性点不接地系统的仿真及理论分析
利用MATLAB/Simulink建立一个中性点不接地系统的仿真模型，如图1所示，电源采用模块“Three-phase source”， 三相电源电压37kV，频率50Hz，内部Y型链接。输电线路L1～L4，均采用“PI Section Line”模型，线路的长度分别为1km、200km、120km、165km，线路其他参数：
正序电阻，
正序感抗，
正序容抗，
负序电阻，
负序感抗，
负序容抗。
负荷Load1、Load2、Load3、Load4均采用“Three-phase Series RLC Load"模块，有功负荷分别为3MW、0.5MW、6MW，2MW负荷其他参数：线电压37kV，频率50Hz。
选择在第1条线路出线的1km（即L1与L2之间）处发生C相接地（接地电阻忽略不计）。
根据以上设置的参数，经过计算，系统在第1条线路出线的1km处（L1与L2之间）发生C相金属性接地时各线路始端的零序电流有效值为：
同理可得
，
接地点的电流为
1.2 中性点经消弧线圈接地系统的仿真与理论分析
在图1的基础上，在电源的中性点上接入一个电感线圈，其他参数不变。（如图2）
要使接地点的电流近似为0（即完全补偿），应满足
式中，L为消弧线圈的电感；为系统三相对地电容。
可求得
要实现完全补偿应有
完全补偿和欠补偿都可能出现串联谐振过电压的问题，实际工程应用中常采用过补偿方式并且过补偿度一般为10%，则消弧线圈的电感应为
2 仿真结果分析
仿真时间设置为0.5s，选择0de15s算法，利用Powergui模块设置采样时间为，系统在0.1s时发生C相接地（接地电阻不计）。
2.1 不接地系统的仿真结果及理论分析
系统在0.1s时发生C相接地，C相电压为零，AC、BC相间电压升高倍，仍然保持对称，所以对负荷并没有影响。各电气量的变化情况如图3所示
由图3可知，各线路始端零序电流以及故障点接地电流的有效值为
，
，
，
与理论计算值大致相等。
从图3可以看出，在中性点不接地方式下，非故障线路上的零序电压滞后零序电流90°；故障线路上的零序电流等于全系统非故障元件对地电容电流之总和，且滞后零序电压90°；由此可以得出故障线路和非故障线路上的零序电流方向相反，与理论分析相一致，如图4所示。
2.2 经消弧线圈接地系统的仿真结果及理论分析
从图可知，当单相接地故障的暂态过程结束后，故障点的接地电流的有效值在9.3A左右，远小于中性点不接地系统的接地电流，因此补偿效果十分明显。
由图6可知，非故障线路上的零序电流仍是其电容电流，方向由母线流向线路，滞后于零序电压90°，这与中性点不接地系统是相同的。（如图5）
但是在这种情况下故障线路上的零序电流远大于其电容电流，方向也由母线流向线路。因此，无法根据零序电流方向的不同来判断故障线路。
3 保护措施
3.1 零序电压保护
在小接地电流系统中出现单相接地故障时，同一电压等级母线上将出现很大的零序电压，根据此特点，一般在母线上装设单相接地的监视装置，其原理接线如图7所示。
3.2 零序电流保护
当某一条线路上发生故障时，非故障线路和故障线路上的零序电流相差很大，而非故障线路上的零序电流仅为其电容电流，远小于故障线路上的零序电流，零序电流保护正是基于此差异来保证动作的选择性，保护装置的动作整定值为：
其中每相线路对地电容。
3.3 零序功率方向保护
中性点不接地系统中故障线路与非故障线路零序电流的方向相反，零序功率的流向也相反，而零序功率方向保护就是基于此特点来实现对线路的选择性保护。
4 结语
由以上可知，利用MATLAB软件对中性点非直接接地系统的单相接地故障进行建模和仿真，能够快速而准确地反映出故障线路和非故障线路上电压、电流、零序电压和零序电流的变化情况，并根据它们之间的差异提出相应的保护方案。
参考文献
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直流系统接地故障的分析与处理 篇12
直流电的应用较多, 而与外界交流的机会大, 电缆长而多, 因此会受到潮湿和污染的侵害, 使得一些元件的绝缘能力下降, 到达一定程度就会发生直流接地, 以下总结了直流接地的几个原因:
1.1 劣质的绝缘材料等级低, 或经过长期腐蚀, 老化, 能力下降。某些地方存在严重损伤, 包括磨损, 重力压制, 扭曲, 质量缺陷, 过热引起老化, 烧毁等。
1.2 设备或者二次回路遭到潮气, 脏污, 水等非绝缘介质的干扰和侵蚀, 对于电的稳定能力大大下降。
1.3 电路常常受到内部零件以及线头, 螺丝等小部件的干扰, 因为晃动以及遗漏掉落在内部的零件, 将直接影响直流电路的稳定运行。
2 直流系统接地故障的危害
直流系统问题隐患可能会有先兆, 发生轻度接地, 但不会发生任何损害, 这时必须马上处理, 如果其他位置发生类似状况时, 就会发生信号以及控制保护方面的错误连电。在各种直流连电问题发生中, 两点接地危害最大, 后果严重, 这可能造成接地短路, 进而引起继电保护等其他装置的错误操作, 或保险熔断, 致使电流受到阻止, 在复杂的保护回路中同极两点接地, 还可能将某些继电器短接, 不能动作于跳闸、致使越级跳闸。看图分析直流两点接地情况:
2.1 直流正极接地, 有使保护及自动装置误动的可能。因为一般跳合闸线圈、继电器线圈正常与负极电源接通, 若这些回路再发生一直接地, 就可能引起误动作。直流接地发生A、B两点时, 将1KA、2KA接点短接, 使KAM误动作跳闸。A、C两点接地时, KAM接点被短接而使断路器误跳闸。A、D及D、F两点接地时, 同样两点接地还可能造成断路器误跳闸, 误报信号。
2.2 直流负极接地, 有使保护自动装置拒绝动作的可能。因为, 跳、合闸线圈、保护继电器会在这些回路再有一点接地时, 线圈被接地点短接而不能动作。同时, 直流回路短路电流会使电源保险熔断, 并且可能烧坏继电器接点, 保险熔断会失去保护及操作电源。直流接地点发生在A、E两点时, 保险将熔断。当接地点发生在B、E两点时, 将KAM线圈被短接, 保护动作时KAM不能动作, 不但断路器拒动, 而且会使保险熔断, 并有烧坏继电器接点的可能, C、E两点接地时, TQ线圈被短接, 保护动作时及操作时开关拒跳, 同理, 两点接地开关也可能合不上。所以不容许直流系统长期一点接地运行。
直流系统接地问题可对设备产生损伤, 并威胁整个系统的安全运行, 所以, 在某些状况出现时必须中止直流通电的所有工作, 找到接地故障的位置, 杜绝两点接地问题的发生。
(1) 直流电源为220伏者, 接地在50伏以上。
(2) 直流电源为24伏者, 接地在6伏以上。
3 直流系统接地故障的处理
查找直流接地故障的一般顺序和方法:
3.1 找到故障出现的原因, 并弄清楚是哪一极产生接地。
3.2 如果二次回路还在运行中, 或者正在对装置进行检查修理, 都要暂停。接通电源观察信号状态。
3.3 检查范围由大到小, 把电路系统划分成较小部分再逐个检查, 应当注意电源的持续供给, 电源使用蓄电池作为供电能源。
3.4 对影响不大的直流负荷, 和难以转移的分路部分, 如果想要最快速地确定此分路是否存在接地隐患, 可以用“瞬时接地”的办法。
3.5 对于位置和功能较为重要的直流, 可以转移负荷的办法达到检测目的, 找到接地问题的位置后和电调人员相互配合, 一个观察仪表和状态变化, 另一个进行修理, 分工合作, 如果采用瞬时停电的办法, 应按下列操作办法进行:
3.5.1 断开现场临时工作电源。
3.5.2 断合事故照明回路。
3.5.3 断合同信电源。
3.5.4 断合附属设备。
3.5.5 断合充电回路。
3.5.6 断合合闸回路。
3.5.7 断合信号回路。
3.5.8 断合操作回路。
3.5.9 断合蓄电池回路。
在进行上述各项检查选择后仍未查出故障点, 则应考虑同极性两点接地。当发现接地在某一回路后, 有环路的应先解环, 再进一步采用保险及拆端子的办法, 直至找到故障点并消除。
4 查找接地故障时的注意事项
4.1 瞬时停电必须告知电调人员知晓, 并进行3秒以内的停电工作, 杜绝没有电源保护的状态和电源闭闸时间太久, 扩大损害。
4.2 为了杜绝判断错误, 从多个方面判断是否存在接地问题, 例如光字牌, 信号以及绝缘监察表等进行分析, 提升判断的准确率。
4.3 减少高峰期作业, 避免加重负担。
4.4 杜绝人为形成两点同时接地, 或产生误跳闸。
4.5 图纸必须保证内容准确, 杜绝误拆线头, 以及线路错接。线头必须打好标记, 方便进一步工作。
4.6 使用仪表检查时, 表计内阻应不低于2000欧/伏。
4.7 检查故障时应当两人或多人同时工作, 一来可相互配合, 二来有助于安全救助。
4.8 操作人员应当态度端正, 精神饱满, 操作减少错误, 为了安全可以将容易发生错误的程序关闭, 一切正常再打开。
5 结束语
直流系统的安全运行是变电所继电保护可靠性。当发生一点接地时, 以便及时处理, 避免使事故扩大造成损失
摘要：直流电应用系统用途十分广泛, 所以对于安全性的要求也很高, 本文介绍几种能够用于稳定接电状态, 防止接地故障及其导致的短路和烧毁, 提出遇到问题时马上应采取的反应, 保证电路损伤带来的问题降低到最小。
关键词：直流,接地故障,分析,处理
参考文献
[1]高智勇.查找直流接地故障方法探讨, 2006.
[2]沈从树.浅谈变电站直流接地故障点的查找, 2008.