10千伏系统多点接地典型故障研究

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1、10千伏系统多点接地典型故障研究　　【摘要】在电力系统中，10千伏系统占了很大一部分，也最常发生故障。10千伏系统故障以单点接地居多，故障分析也比较简单。但是，偶尔也会发生多点接地的故障。多点接地的故障电流复杂多变，难以计算分析，给分析故障带来了较大的困难。本文对东莞电网周溪站的一次10千伏系统多点接地故障进行了深入的调查和分析，以供读者参考。【关键词】10千伏小电阻接地系统多点接地故障分析1引言在电力系统中，10千伏设备是直接用于供电给用户的设备，其供电线路可以使用架空线或者高压电缆。由于10千伏架空线路离地面的高度不是很大，并且依靠着

2、大街小巷、马路两旁而架设，容易受到人为因素的破坏，造成线路故障。而高压电缆也是沿着街道或马路敷设，容易受到工程施工的破坏，或受到盗窃，造成线路故障。6对于10千伏系统的单点故障，其故障现象明显，故障数据齐全，分析简单；而对于10千伏系统的多点故障，由于故障情况复杂多变，故障数据不齐全，存在较多隐藏因素，给故障分析带来了一定的困难。下面以以东莞电网110千伏周溪站的一次10千伏系统多点接地故障为例，进行了深入的调查和分析，以供读者参考。2故障描述2013年2月21日，110千伏周溪站10千伏#2接地变零序保护动作，跳开#2主变变低502开关

3、，10千伏2M母线失压。在随后的事故处理中，运行人员将10千伏2M母线所有开关转为热备用，然后合上#2主变变低502开关，将10千伏2M母线转运行。接着对10千伏2M母线上的馈线进行恢复送电操作，首先合上F16太古线716开关，发现10千伏2M母线C相电压降为零，A、B两相升高为线电压（此时#2接地变未投运，F16的零序保护未动作），运行人员立即手动分开了F16太古线716开关。之后，运行人员成功将除F16、F21（在故障发生时，F21有零序电流录波）外2M母线上的其他设备转运行。6在后来的10千伏输电线路巡查过程中，发现F21架空输电线

4、路下的一棵道路绿化树超高，树枝碰到输电线路，造成线路接地。将F21的故障点排除后，运行人员成功将F21转运行。在对F16的输电电缆巡查中发现用户公用电缆分接箱处有电缆接地告警信号，试验该段电缆相-地、相-相的绝缘都为零，说明用户侧电缆绝缘受到破坏，存在接地情况。在将F16有故障告警的用户电缆隔离后，对F16进行第二次试送电。当合上716开关时，F16零序保护动作，跳开716开关。再次对F16的输电电缆进行巡查，在离周溪站100米处的电缆沟内发现F16的电缆接头绝缘被击穿，有对地放电痕迹。3故障调查与原因分析110千伏周溪站共有3台主变，分

5、别为#1、#2、#3主变，3台主变分裂运行。#1主变带10千伏1M母线运行，#2主变带10千伏2M母线运行，#3主变带10千伏3M甲、3M乙段母线运行。10千伏馈线F14至F25和#2接地变挂10千伏2M母线运行，10千伏系统经小电阻接地，并投入零序保护跳闸功能。周溪站配有录波装置，接入的电流模拟量有3台主变变低开关三相电流、3台接地变变高零序电流、部分10千伏馈线的零序电流。10千伏2M设备接入录波装置的间隔有F17、F20、F21、#2接地变，其他间隔未接入。事故发生后，继保人员检查了10千伏2M母线全部馈线保护装置动作信息，发现所有

6、保护装置均没有保护动作信息。在检查录波装置时，发现10千伏F21在跳闸事件发生前20分钟有零序电流产生，有效值约为180A（一次值），同时#2接地变中性点有较大的零序电流产生，有效值约为220A（一次值）。两者方向相反，大小相差不大，持续时间约100毫秒。（见图1）6检查#2接地变保护装置，有零序保护动作报文，动作电流3I0=13.25A（折算成一次值为397.5A）。另外在录波装置查看当时的录波文件，#2接地变中性点有396A（一次值）的零序电流。周溪站的10千伏馈线有的为全电缆，有的为混合线，自2005年投运以来，各出线电缆未更换过，

7、比较陈旧；而且很多架空线路在城市主要干道附近，绿化较多，容易造成植物超高碰到架空线而接地跳闸。根据调查情况对故障分析如下：首先，F21发生A相瞬时接地故障，持续时间约100ms，造成B、C相电压瞬间升高，对10千伏2M母线上的输电电缆绝缘产生了冲击，使得多条输电电缆的绝缘逐渐被击穿，产生泄露电流。从录波图可以看到，当10千伏2M母线C相系统接地故障时，接入录波装置的2M馈线都有瞬时零序电流产生（见图2）。随后F21多次发生瞬时接地故障，部分电缆的绝缘逐渐降低，形成多点高阻接地。接地馈线的零序电流未达到馈线零序保护动作值（一次值60A）（如

8、：在#2接地变零序保护跳闸时录得F17的零序电流54A），但2M母线各馈线的零序电流的叠加达到接地变零序保护的动作值（一次值90A），从而引起#2接地变零序保护跳闸。系统零序电流分布图如图3所