小电流接地系统电压异常浅析

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1、摘要：针对电网值班员经常遇到小电流接地系统电压异常的问题，结合日常工作所见，浅析电压异常的原因，包括一次系统接地故障、一次系统断线故障、电压互感器高压保险丝熔断、低压保险丝熔断（或空开跳开）、所接负荷不对称、铁磁谐振等，并结合工作实际浅谈处理方法。　　关键词：小电流接地系统；铁磁谐振；过电压　　作者简介：闫蕾（1981-），女，宁夏吴忠人，吴忠供电局调控中心，工程师。（宁夏吴忠）　　中图分类号：TM77文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）08-0208-02　　我国电力系统常用的中性点接地方式有中性

2、点直接接地方式（包括中性点经小电阻接地方式）和中性点不接地方式（包括中性点经消弧线圈接地方式）两种。中性点直接接地系统发生单相接地故障时，接地短路电流很大，故称为大电流接地系统。而中性点不接地系统发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地故障电流比负荷电流小得多，故称为小电流接地系统，这种接地方式常用于60kV及以下电压等级。　　小电流接地系统发生单相接地故障时，非故障相电压升高3倍，而线电压维持不变，所以不影响三相设备的正常运行，这是该种接地方式最主要的优点。且当单相接地电容电流不大（如5A）时，其所引起的热效应

3、能力为电网各个元件的绝缘所能承受，所以允许电网带接地故障运行1-2小时。但随着中低压电网的扩大，中低压架空导线及电缆出线回路数增多、线路增长，中低压电网对地电容电流亦大幅度增加，如果发生间歇弧光接地时电网的电容电流过大，电弧的重燃和熄灭将会导致电网强烈电磁振荡，可产生2.5～3倍相电压的过电压。这些过电压持续时间较长，将会对电网中绝缘薄弱的地方造成击穿放电，对设备的绝缘寿命产生不良影响，甚至发展为相间短路造成设备损坏和停电事故。　　近期，从本地区电网的电压不平衡或接地现象来分析，单相接地多是由于大风天气或设备原因引起

4、的线路分支跌落保险跌落、杆塔鸟窝搭建等原因引起的。在系统发生电压异常时，值班员应通过远程监控系统根据电压、信号等综合现象区分故障类型，及时、正确地处理故障，阻止事故进一步扩大，保障电网安全运行。　　一、电压异常现象分析　　1.完全接地　　如果系统发生完全接地，则三相线电压仍保持不变，接地相的电压降至零，其他两相电压上升为线电压，零序电压3U0上升至100V左右，后台监控机发出母线接地信号。此类接地原因主要有：电缆击穿放电、架空线路上搭有异物、针瓶击穿等，如表1所示。　　2.不完全接地　　如果系统发生不完全接地，则三相

5、线电压仍保持不变，接地相电压下降但不为零，其他两相电压上升但低于线电压，零序电压3U0上升至报警值与100V之间，后台监控机发出母线接地信号。此类接地原因主要有：线路接点打火、配电变压器故障等，如表2所示。　　3.间歇性接地　　如果系统发生间歇性接地，则三相线电压仍保持不变，三相相电压时增时减，零序电压3U0时有时无的变化，随之后台监控机发出的母线接地信号也是发信、复归伴随出现。此类接地原因主要有：天气原因异物搭接在线路上、风天树木靠近线路等，如表3所示。　　4.弧光接地　　区别于金属接地，弧光接地的故障点与地之间不

6、是直接接触，而是通过电弧接触，发生时电压显示不稳定，非接地相电压上升至额定电压的2.5～3倍，零序电压3U0可能大于100V。引起此类接地的原因很多，主要有：雷击、鸟害、断线、树枝等外力破坏以及阀式避雷器放电等等。在单相接地中最危险的就是间歇性的弧光接地，因为此时网络是一个具有电容电感的振荡回路，随着交流周期的变化而产生电弧的熄灭与重燃，就可能产生很高的过电压现象，这对电器是很危险的，特别是35千伏以上的系统，过电压可能超过设备的绝缘能力而造成事故。本地区××变XHG-ZK型消弧装置已投入使用，投入以来消除了弧光接地

7、过电压给电气设备造成的各种损害，效果显著。　　5.由接地诱发的谐振　　当系统遭到一定程度的冲击扰动，激发起铁磁谐振现象，由于对地电容和互感器的参数不同，可能产生三种频率的谐振：基波谐振、高次谐波谐振和分频谐波谐振。各种共振的表现形式如下：其共同特征是线电压正常，系统相电压升高，母线电压互感器的开口三角绕组出现较高电压，不同点是：分频谐振的振荡频率较低，三相电压同时升高或是依次轮流升高，并呈现周期性摆动，过电压倍数较低，一般不超过2.5倍相电压；基波谐振的谐振频率与电网频率相同，两相电压升高、一相电压降低，或两相电压降

8、低、一相电压升高，过电压不超过3倍相电压，伴有接地信号出现；高频谐振的振荡频率较高，三相电压同时升高，过电压倍数较高，最大值可达4～5倍相电压。　　谐振过电压经常造成设备闪络或击穿、电压互感器喷油、冒烟、高压熔丝熔断等。　　6.线路发生断线　　（1）当系统低压线路发生断相时，本系统三相电压不平衡，断线相电压和中性点电压略有升高，非断线相电压略有