淺談10kV配電線路接地故障的幾種判定方法

陳文剛 郭曉軍 王艷 孫蓉

【摘 要】文章重點介紹在集中型饋線自動化原理基礎上，實現主干及分支線路單相接地故障快速診斷處理，尤其可有效解決小電流接地系統的單相接地故障處理問題，大大提高供電可靠性、縮小停電范圍，降低人工巡查強度。

【關鍵詞】配電線路；接地；故障

10kV架空線路運行環境惡劣，雷雨、大風等外力破壞造成的故障發生率較高。發生接地后系統雖可繼續帶故障運行，由于非故障相對地電壓升高，若不及時處理可能會發展為非故障相絕緣破壞繼發引起相間短路的威脅，故障發生后，采用以往經驗，逐段選拉進行排查，耗時費力、停電影響范圍大、時間長，難以快速準確定位故障點。而10kV架空線路的單相接地故障占故障總數的70%以上，需要及時判斷處理。其中小電阻接地系統在發生單相接地時故障電流大，故障容易識別，故障線路可迅速跳閘。而小電流接地系統由于故障電流小，故障判斷和指示是普遍關注的重點和難點問題。因此文章重點介紹在集中型饋線自動化原理基礎上，實現主干及分支線路單相接地故障快速診斷處理的方法。

一、配電網中性點主要接地方式

10kV配電網中性點接地方式主要分為不接地、經消弧線圈接地和小電阻接地三種方式并存。不同接地方式下，其零序電流大小及繼電保護動作的行為有所不同。（1）小電阻接地方式，保護配置是過流I段、0.3秒和過流II段1秒。故障處理方式是：保護跳閘，現場巡線查找故障段及故障點。（2）消弧線圈接地方式，6秒后零序電壓報警，處理方式是線路可以帶電運行2小時，人工試拉選線，現場巡線查找故障段及故障點。（3）不接地方式，6秒后零序電壓報警，線路可以帶電運行2小時，人工試拉選線，現場巡線查找故障段及故障點。

中性點不接地或中性點經消弧線圈接地方式的配電網線路，變電站出線開關不設零序保護。在中性點經低電阻接地方式下，變電站出線開關零序保護作用于跳閘。

二、小電流接地方式的故障解決方法

（一）接地故障選線方法

對于小電流接地方式的配電網，變電站出線開關不投零序保護，只裝設絕緣監測裝置，當線路發生單相接地故障時，可帶故障運行2小時。為了準確找出故障點，可采用站內加裝綜合選線裝置或在饋線線路上加裝選線開關的方式進行接地故障選線。

（二）接地故障選段解決方案

小電流接地方式下的配電線路，通過選線開關選出故障線路后，可以借助饋線自動化技術手段，快速實現單相接地故障的定位和隔離。

1.零序電壓突變量選段方案。（1）方案介紹。選段開關可選用帶內置EVT電壓傳感器的VSP5型負荷開關，如果已有VSP5型負荷開關也可在原有開關基礎上加裝外置零序PT，配置基于零序電壓-時間邏輯的二遙分段動作型饋線終端，實現就地智能饋線自動化。（2）故障隔離動作行為。當發生接地故障時：變電站接地告警，選線開關接地保護跳閘，選出故障線路；線路分段開關因線路失電而分閘；選線開關一次重合，分段開關依據零序電壓-時間邏輯隔離故障點；主站遙控聯絡開關合閘，恢復供電。當發生短路故障時：變電站CB保護跳閘，分段開關因線路失電而分閘；CB延時重合，分段開關依據電壓-時間邏輯隔離故障點；主站遙控CB和聯絡開關合閘，恢復供電。

2.主站判斷接地標志遙控選段方案。（1）方案介紹。在變電站出線斷路器CB及各個分段開關處，安裝具有健全線路模型識別單相接地故障檢測功能的智能配電終端，配電主站根據各配電終端檢出的接地故障標志，進行綜合分析判斷，定位隔離故障。（2）故障隔離動作行為。當發生接地故障時：智能配電終端基于本地采集的電壓、電流，直接判斷出接地故障是否發生在其負荷側，若在負荷側，則接地故障檢測信號置1，否則置0，并上送配電主站；配電主站在收集配電終端上報的接地故障信息后，對故障區段進行綜合判斷。

3.無線通信智能分布式選段方案。（1）方案介紹。選段開關選用帶內置EVT電壓傳感器的電流型開關或VSP5型負荷開關，也可在原有電流型開關或VSP5型負荷開關基礎上加裝外置零序PT，通過配置基于無線通信的智能分布式配電終端，直接對接地故障進行選段、定位和隔離，實現接地饋線自動化。（2）故障隔離動作行為。當發生接地故障時：配電終端采集的電壓、電流，直接判斷出接地故障發生在電源側還是負荷側，若在負荷側，則將接地故障檢測信號置1，否則置0；配電終端通過對等通信收集齊各關聯終端的接地故障標志，對故障區段進行定位；故障定位后，由故障點兩端的分段負荷開關分閘，隔離故障。當發生短路故障時：變電站保護跳閘，線路失電；配電終端通過無線網絡相互通信，定位故障區域，實現故障隔離；變電站重合恢復供電。

三、結語

綜上所述，針對小電流接地方式下的接地故障可選用不同的選線和選段處理模式實現故障的快速處理，通過組合不同的選線和選段方式可以有至少5種配置方案。

作者簡介：陳文剛（1971.05- ），男，國網晉城供電公司調控中心，高級工程師，研究方向：自動化維護及網絡管理；孫蓉（1975.5- ），女，國網晉城供電公司，工程師，研究方向：自動化維護及網絡管理；王艷（1973.06- ），女，國網晉城供電公司，高級工程師，研究方向：調度運行方式管理；郭曉軍（1975.11- ），男，國網晉城供電公司調控中心，助理工程師，研究方向：自動化維護。