摘 要：隨著我國(guó)電網(wǎng)的快速發(fā)展，在目前的廣東城市配電網(wǎng)中主要是以電纜和架空線同時(shí)存在的混合型網(wǎng)絡(luò)的10 kV電網(wǎng)。接地故障主要存在于中性點(diǎn)接地的電網(wǎng)中，本文以某變電站10 kV小電阻接地系統(tǒng)為背景，針對(duì)出現(xiàn)的10 kV小電阻接地系統(tǒng)中，10 kV線路接地零序保護(hù)不動(dòng)作的現(xiàn)象進(jìn)行分析

關(guān)鍵詞：10 kV線路 接地 零序保護(hù)不動(dòng)作 分析

中圖分類號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（a）-0118-01

隨著電力負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)，城市電網(wǎng)的建設(shè)要不斷擴(kuò)大電網(wǎng)規(guī)模，架空線路及電纜總長(zhǎng)度不斷增加，導(dǎo)致10 kV系統(tǒng)的輸電線路對(duì)地電容電流不斷增加，系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜。以惠州電網(wǎng)中110 kV沙田站為例，在不影響線路運(yùn)行的情況下，用詳細(xì)的綜合的排除法，分析了10 kV線路接地零序保護(hù)不動(dòng)作現(xiàn)象的原因。

1 事件概況

在2012年的7月24日，由于受到臺(tái)風(fēng)暴雨的影響，供電所巡線工作人員發(fā)現(xiàn)正在運(yùn)行的沙田站10kV田頭線F10、花塘線F6在不同時(shí)段分別發(fā)生了樹(shù)木直接折壓在10 kV輸電導(dǎo)線上的故障，田頭線F10、花塘線F6在帶電運(yùn)行狀態(tài)，均為單相接地，樹(shù)枝及線路未發(fā)現(xiàn)放電痕跡，保護(hù)均未跳閘的異常現(xiàn)象。

基本情況：沙田站10 kV系統(tǒng)中性點(diǎn)采用了小電阻經(jīng)曲折接地變中性點(diǎn)接地，其阻值為16Ω，F(xiàn)6掛在I母，F(xiàn)10上掛在II母，折枝壓在導(dǎo)線上的位置與變電站出線柜相隔約為2公里。

2 對(duì)10 kV線路接地零序保護(hù)不動(dòng)作的原因分析

根據(jù)零序保護(hù)動(dòng)作的條件，當(dāng)線路發(fā)生接地時(shí)，可能造成10 kV饋線保護(hù)裝置零序保護(hù)沒(méi)有動(dòng)作的原因如下。

2.1 保護(hù)裝置整定或其二次回路故障

（1）饋線保護(hù)裝置零序保護(hù)回路接線錯(cuò)誤。

（2）饋線保護(hù)裝置故障、定值整定錯(cuò)誤、壓板投退錯(cuò)誤。

2.2 零序電流值達(dá)不到i0>I0zd，t>T0整定的動(dòng)作條件，即i0

根據(jù)10 kV線路零序保護(hù)動(dòng)作的充分必要條件（i0>I0zd，t>T0），由于樹(shù)枝長(zhǎng)期壓在線路上，接地時(shí)間t遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于整定值T0（T=0.8 m），t滿足>T0的條件；而I0=U0/Z0≈U/Z0，U為系統(tǒng)電壓，基本不變，影響I0的就基本只有線路接地的綜合零序阻抗Z0了，而Z0由接地變中性點(diǎn)電阻Z0r+線路阻抗Z0l+線路接地過(guò)渡阻抗（包括地網(wǎng)阻抗）Z0j，即Z0=Z0r+Z0l+Z0j>Z0zd

針對(duì)以上原因，繼保專業(yè)人員對(duì)站內(nèi)各站相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢查、試驗(yàn)。

（1）繼保人員分別對(duì)F10與F6保護(hù)二次回路及站內(nèi)故障錄波、10 kV母線接地信號(hào)繼電器進(jìn)行檢查，結(jié)果如下。

①F10與F6零序保護(hù)回路接線與設(shè)計(jì)圖紙一致，采用三相疊加后串進(jìn)保護(hù)零序回路，回路正確。②現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)裝置定值與調(diào)度下發(fā)的定值完全一致，保護(hù)定值整定正確，軟硬壓板檢查后與運(yùn)行要求一致，壓板投退正確。③為驗(yàn)證保護(hù)裝置零序保護(hù)動(dòng)作正確性，在線路帶負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，向調(diào)度申請(qǐng)臨時(shí)退出兩條線路保護(hù)裝置跳閘壓板進(jìn)行試驗(yàn)。在征得同意后，檢查保護(hù)采樣電流正確，退出跳閘壓板，短接一相CT二次電流回路，使保護(hù)裝置能夠采集到零序電流，且該零序電流剛好達(dá)到零序保護(hù)II、III段動(dòng)作值，保護(hù)裝置的報(bào)文顯示零序II、III段動(dòng)作，發(fā)跳閘命令，零序保護(hù)動(dòng)作行為正確。④對(duì)站內(nèi)后臺(tái)接地信號(hào)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)天無(wú)接地告警信號(hào)，于是對(duì)10 kV母線絕緣檢查繼電器信號(hào)進(jìn)行試驗(yàn)，繼電器在加入模擬接地時(shí)的零序電壓3U0達(dá)到整定值20 V時(shí)動(dòng)作，并發(fā)出母線接地信號(hào)到監(jiān)控后臺(tái)。10 kV母線絕緣檢查繼電器監(jiān)測(cè)功能正常。

繼保人員的上述檢查可以排除由于保護(hù)裝置整定或其二次回路故障等引起保護(hù)不動(dòng)作行為，也排除了由保護(hù)定值執(zhí)行錯(cuò)誤，壓板投退錯(cuò)誤導(dǎo)致的保護(hù)不動(dòng)作原因。

（2）對(duì)于零序電流值達(dá)不到i0>I0dz，t>T0整定的動(dòng)作條件，即Z0=Z0r+Z0l+Z0j>Z0zd的可能情況，繼保專業(yè)人員到沙田站內(nèi)以及線路接地故障的地點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查。檢查情況如下。

檢查沙田站故障錄波器時(shí)，發(fā)現(xiàn)F12在8月16日曾經(jīng)發(fā)生零序Ⅱ段動(dòng)作，而F12和F10掛在同一段母線上，共用一臺(tái)接地變，該F12線路零序保護(hù)能夠動(dòng)作跳閘，與此同時(shí)，接地變有相應(yīng)的啟動(dòng)報(bào)告，故障錄波器也錄到有零序電流的錄波文件，說(shuō)明接地變保護(hù)正常，接地變及接地電阻Zr正常。排除由于接地變或接地電阻Z0r損壞導(dǎo)致不能形成零序回路，產(chǎn)生零序電流的原因，同時(shí)線路無(wú)斷線現(xiàn)象，Z0L也在正常的阻抗值范圍內(nèi)。

由此判斷，導(dǎo)致F10和F6樹(shù)木碰線保護(hù)不動(dòng)原因，就剩下線路經(jīng)高阻接地這一個(gè)原因，為了確定這一原因，我們做了進(jìn)一步檢查。

①查看站內(nèi)故障錄波器7月24日的故障錄波記錄，未發(fā)現(xiàn)有接地變的零序電流及10kVPT的3U0接地告警電壓?jiǎn)?dòng)的故障錄波記錄，即為產(chǎn)生足夠大的零序電壓3U0。②查看#1、2接地變的保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)文，也未發(fā)現(xiàn)#1、2接地變保護(hù)有動(dòng)作及啟動(dòng)報(bào)告， 接地變作為線路零序保護(hù)的后備保護(hù)，當(dāng)變電站10 kV線路發(fā)生接地故障時(shí)，如果線路保護(hù)拒動(dòng)，接地變保護(hù)會(huì)動(dòng)作跳閘。檢查#1、2接地變保護(hù)也沒(méi)有動(dòng)作報(bào)告，說(shuō)明當(dāng)時(shí)F10和F6樹(shù)木碰線時(shí)，接地變保護(hù)也沒(méi)有檢查到足夠大的零序電流，未達(dá)到零序保護(hù)動(dòng)作值。③故障位置檢查，調(diào)度繼保分部人員與沙田站供電所人員一起到當(dāng)時(shí)樹(shù)木碰線的位置進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)壓線的樹(shù)木是桉樹(shù)，而且桉樹(shù)壓線的位置附近沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與沙田變電站直接相連的地網(wǎng)接線，僅僅是通過(guò)土壤來(lái)形成回路。這樣線路故障點(diǎn)經(jīng)過(guò)樹(shù)木電阻、樹(shù)木至變電站地網(wǎng)間的電阻才能達(dá)到變電站地網(wǎng)，這兩個(gè)電阻形成了故障的過(guò)渡電阻Z0j，檢查同時(shí)發(fā)現(xiàn)，樹(shù)枝觸電部位并無(wú)燒焦、燒傷的放電痕跡。

在我局的10 kV小電阻接地系統(tǒng)中，零序接地的電流定值按照一次值40A來(lái)整定，所允許的過(guò)渡電阻最大為：過(guò)渡電阻Z0j=（3U相/I03-接地變中性點(diǎn)電阻×3）/3=（3Ω6.35 kV/40A-16 Ω3）/3=143 Ω。當(dāng)故障點(diǎn)樹(shù)木電阻加上樹(shù)木至變電站地網(wǎng)間的電阻值大于143 Ω時(shí)，流過(guò)故障饋線的零序電流就會(huì)小于40A，達(dá)不到線路零序保護(hù)動(dòng)作值，故線路零序保護(hù)不會(huì)動(dòng)作，很顯然當(dāng)時(shí)的接地過(guò)渡電阻大于所允許的阻抗值。

3 結(jié)論

根據(jù)以上調(diào)查情況分析，該兩線路接地保護(hù)沒(méi)有跳閘的原因是：故障屬于高阻接地，線路通過(guò)樹(shù)枝接地時(shí)，由于樹(shù)木本身電阻以及樹(shù)木與變電站接地網(wǎng)間的電阻影響，使得零序電流較小，系統(tǒng)壓降很小，未達(dá)到線路、接地變零序保護(hù)動(dòng)作定值。對(duì)其保護(hù)裝置及其回路而言，保護(hù)行為正確，未發(fā)生保護(hù)拒動(dòng)現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

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