李勝江

[摘 ?要]380V小電流接地系統(tǒng)因其變壓器中性點(diǎn)接地方式的不同，發(fā)生單相接地故障時(shí)特點(diǎn)也不同，因此查找接地方法不同。傳統(tǒng)的早期380V小電流接地系統(tǒng)查找接地方法是負(fù)荷瞬間停電，接地現(xiàn)象消失，來(lái)判斷查找接地。新機(jī)組380V小電流接地系統(tǒng)安裝了小電流接地選線裝置，發(fā)生單相接地故障時(shí)，裝置來(lái)支路報(bào)警，據(jù)此來(lái)查找接地，相比要簡(jiǎn)單迅速得多。本文重點(diǎn)對(duì)變壓器中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地的380V廠用電系統(tǒng)的特點(diǎn)及發(fā)生單相接地故障時(shí)電流與電壓變化分析，從而快速查找未安裝小電流接地選線裝置的接地支路方法。

[關(guān)鍵詞]變壓器中性點(diǎn) ?高電阻接地 ?特點(diǎn) ?故障分析 ?查找方法

中圖分類號(hào)：TF762.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）22-0271-02

前言

隨著我國(guó)電力系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)水平的提高，越來(lái)越多的自動(dòng)化程度高的小電流接地選線裝置投入使用，其靈敏度與選線準(zhǔn)確程度也逐日提高。近年來(lái)，新建機(jī)組的380V廠用小電流接地系統(tǒng)，均安裝有接地選線裝置，當(dāng)380V小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，因選線裝置自動(dòng)選線，查找接地支路也就容易的多。但早期的380V廠用小電流接地系統(tǒng)無(wú)自動(dòng)選線裝置，查找單相接地故障，相比之下就難得多，本文重點(diǎn)對(duì)早期380V小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障做深入分析和如何查找。

1 380V廠用電系統(tǒng)接地種類及特點(diǎn)

電力系統(tǒng)按接地處理方式可分為大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)。大電流接地系統(tǒng)包括直接接地、電抗接地和低阻接地，小電流接地系統(tǒng)包括高阻接地、消弧線圈接地和不接地。

我國(guó)火力發(fā)電廠380V廠用電系統(tǒng)通常為中性點(diǎn)直接接地及經(jīng)高電阻接地兩種運(yùn)行方式。 變壓器中性點(diǎn)直接接地380V廠用電系統(tǒng)多為照明段、檢修段、以及外圍的除塵段、輸煤段等，這些母線上通常接有220V負(fù)荷，變壓器中性點(diǎn)直接接地原因是為獲取220V電源，其380V廠用電母線或負(fù)荷發(fā)生單相接地時(shí)會(huì)因負(fù)荷過(guò)電流而開(kāi)關(guān)跳閘，或因過(guò)流導(dǎo)致變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘，切除故障，但同時(shí)也可能導(dǎo)致380V母線失電，不利于安全生產(chǎn)。

變壓器中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地的380V廠用電系統(tǒng)多為380V廠用工作段、公用段、保安段等，其所接負(fù)荷多為重要三相對(duì)稱負(fù)荷，不需要220V電源，其各段母線或負(fù)荷發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障相因有高電阻限流從而變壓器開(kāi)關(guān)不會(huì)跳閘，但會(huì)使故障相電流增大，母線相對(duì)地電壓降低，變壓器中性點(diǎn)出現(xiàn)零序電壓，從而向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)“380V某段母線接地”光字牌。這種小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地優(yōu)點(diǎn)是不破壞系統(tǒng)線電壓的對(duì)稱性，且故障電流較小，不影響對(duì)用戶的連續(xù)供電，但接地持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，可能引起絕緣的薄弱環(huán)節(jié)被擊穿，發(fā)展成為相間故障。若是弧光接地還會(huì)引起全系統(tǒng)過(guò)電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，使事故擴(kuò)大化，影響用戶的正常供電，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行。因此380V小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障快速查找接地支路，及時(shí)消除故障尤為重要。

2 380V小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障分析與判斷

380V小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障原因通常為金屬性接地、電弧接地、電阻接地。對(duì)于金屬性接地相當(dāng)于廠用系統(tǒng)母線或負(fù)荷某相直接接地，接地電阻為零。電弧接地相當(dāng)于某相接地時(shí)伴有電弧，接地電阻時(shí)高時(shí)低。電阻接地相當(dāng)于某相經(jīng)固定的電阻接地，如人員誤接照明燈等情況。下面以長(zhǎng)二熱1、2號(hào)機(jī)組380V廠用電小電流接地系統(tǒng)為例，在該系統(tǒng)母線沒(méi)有安裝小電流接地選線裝置的情況下，380V廠用系統(tǒng)母線或者負(fù)荷發(fā)生單相接地故障特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，進(jìn)而快速查找接地，消除故障。

長(zhǎng)二熱1、2號(hào)機(jī)組各低廠變、公用變、化學(xué)變、保安變等低壓380V側(cè)變壓器中性點(diǎn)經(jīng)高電阻R=110Ω與電壓繼電器YJ并聯(lián)接地，正常運(yùn)行時(shí)，因++=0，變壓器中性點(diǎn)零序電壓3U0=（++）=0。當(dāng)380V廠用系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，++≠0，即中性點(diǎn)零序電壓3U0=（++）≠0，也就是電阻R上有電壓，電壓繼電器YJ勵(lì)磁，再經(jīng)過(guò)時(shí)間繼電器SJ，向控制室DCS發(fā)出“380V某段母線接地”信號(hào)，用以告知值班人員加以處理。

當(dāng)380V廠用系統(tǒng)某相發(fā)生金屬性接地，相當(dāng)于接地相對(duì)地接地電阻為零，切換絕緣監(jiān)察裝置，接地相對(duì)地電壓為0，非故障相對(duì)地電壓為380V。380V廠用母線及負(fù)荷單相金屬性接地時(shí)，非故障相三相負(fù)荷電流不變，故障相電流I故障相=I負(fù)荷+I接地，I接地=U相/R=220V/110Ω=2A，也就是故障相比非故障相多2A電流。

當(dāng)380V廠用系統(tǒng)某相發(fā)生電弧接地，相當(dāng)于接地相對(duì)地接地電阻為可變電阻，切換絕緣監(jiān)察裝置，接地相對(duì)地電壓在0V～220V變動(dòng)，非故障相對(duì)地電壓為220V～380V變動(dòng)。380V廠用母線及負(fù)荷單相電弧接地時(shí)，非故障相三相負(fù)荷電流不變，故障相電流I故障相=I負(fù)荷+I接地可變，I接地可變=U相/（R+R可變）=220V/（110Ω+R可變）=低于可變2A，也就是故障相比非故障相多低于2A可變電流。

當(dāng)380V廠用系統(tǒng)某相發(fā)生電阻接地，相當(dāng)于接地相對(duì)地接地電阻為不變電阻，切換絕緣監(jiān)察裝置，接地相對(duì)地電壓在穩(wěn)定低于220V電壓，非故障相對(duì)地電壓為大于220V而小于380V。380V廠用母線及負(fù)荷單相電阻接地時(shí)，非故障相三相負(fù)荷電流不變，故障相電流I故障相=I負(fù)荷+I接地，I接地=U相/（R+R接地）=220V/（110Ω+R接地）=低于2A，也就是故障相比非故障相多了低于2A電流。

通過(guò)以上分析，當(dāng)發(fā)生380V廠用系統(tǒng)某相單相接地時(shí)，可以用鉗形電流表，分別測(cè)量母線上所有負(fù)荷三相電流，當(dāng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)某負(fù)荷有2A以內(nèi)不平衡電流時(shí)，可以判斷該負(fù)荷發(fā)生接地，通過(guò)瞬停該負(fù)荷加以確定，如果所有負(fù)荷未發(fā)現(xiàn)不平衡電流，可以判斷母線接地或母線電源接地。對(duì)于負(fù)荷電流很大時(shí)，即使此負(fù)荷接地，但接地電流很小，此時(shí)測(cè)量不平衡電流很小，很難分辨是否接地，只能通過(guò)傳統(tǒng)方法，瞬停負(fù)荷逐一查找。下面通過(guò)長(zhǎng)二熱1號(hào)機(jī)組380V公用Ⅱ段發(fā)生單相接地為例，加以說(shuō)明接地故障判斷與快速查找與消除。

2013年12月11日10時(shí)15分，1號(hào)機(jī)組DCS來(lái)“380V公用Ⅱ段母線接地”光字牌，切換絕緣監(jiān)察電壓表，A相、B相對(duì)地電壓均為280V，C相對(duì)地電壓為120V，且穩(wěn)定不變。10時(shí)36分，接地光字牌自動(dòng)消失，切換絕緣檢查電壓表，A相、B相、C相對(duì)地電壓均為220V。15時(shí)50分，1號(hào)機(jī)組DCS來(lái)“380V公用Ⅱ段母線接地”光字牌，切換絕緣監(jiān)察電壓表，A相、B相對(duì)地電壓均為280V，C相對(duì)地電壓為120V，且穩(wěn)定不變。就地用鉗形電流表分別測(cè)量各負(fù)荷電流，發(fā)現(xiàn)380V煤斗間B段動(dòng)力盤A、B、C相電流分別為：0.6A、0.6A、1.2A，且電流恒定不變，懷疑該段動(dòng)力盤上有人接引單相負(fù)荷，立即到煤斗間B段動(dòng)力盤查找，發(fā)現(xiàn)動(dòng)力盤一負(fù)荷盤柜電源開(kāi)關(guān)下口檢修人員私自接引了一200W照明燈，令其立即拆除，1號(hào)機(jī)組DCS內(nèi)“380V公用Ⅱ段母線接地”光字牌消失，切換絕緣監(jiān)察電壓表，A相、B相、C相對(duì)地電壓均為220V正常，就地測(cè)量380V煤斗間B段動(dòng)力盤A、B、C相電流分別為：0.6A、0.6A、0.6A正常。 ?事后分析，此次380V廠用公用Ⅱ段單相接地，相當(dāng)于電阻接地，所以： I接地=U相/（R+R接地）=220V/（110Ω+R接地）=220V//（110Ω+220V2/200W） ≈0.6A，I故障相=I負(fù)荷+I接地=0.6A+0.6A=1.2A。

3 結(jié)束語(yǔ)

終上所述，變壓器中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地的380V廠用電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，無(wú)論發(fā)生金屬性接地、電弧接地或者電阻接地，均可用通過(guò)測(cè)量負(fù)荷電流是否平衡來(lái)判斷回路接地與否，這種方法簡(jiǎn)單、方便、快速。但對(duì)于電流大的負(fù)荷或者正常負(fù)荷的不平衡電流較大，這種方法很難辨別，只能通過(guò)傳統(tǒng)的利用瞬停負(fù)荷方法查找接地。

早期上世紀(jì)80年代機(jī)組的380V廠用電變壓器中性點(diǎn)接地方式有的通過(guò)切換把手長(zhǎng)期投入中性點(diǎn)電阻，有的因切換裝置長(zhǎng)久失修，電阻未投入使用，從而變壓器中性點(diǎn)為不接地狀態(tài)，此種狀態(tài)的380V廠用電系統(tǒng)發(fā)生單相接地，接地電流只是電容電流，其數(shù)值較小，利用測(cè)量負(fù)荷電流方法判斷接地支路很困難，只能通過(guò)瞬停負(fù)荷，進(jìn)行選擇查找接地。本世紀(jì)初新建機(jī)組380V廠用電小電流接地系統(tǒng)，變壓器中性點(diǎn)均接有電阻，并安裝有小電流接地選線裝置，發(fā)生單相接地時(shí)，小電流接地選線裝置自動(dòng)選線報(bào)警，準(zhǔn)確快速，便于查找處理，如果小電流接地選線裝置選線錯(cuò)誤報(bào)警，也可以通過(guò)上述方法查找接地。

總之，380V小電流接地系統(tǒng)不管采用何種方式接地，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)單相接地時(shí)，必須及早根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析判斷，盡快查找接地支路，及時(shí)消除故障，從而保證安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]東北電業(yè)管理局調(diào)度通信中心編著. 《電力系統(tǒng)運(yùn)行操作和計(jì)算》.