一起10kV线路经过渡电阻接地分析

一起10kV线路经过渡电阻接地分析

张华成杜娟

（常州供电公司江苏常州213003）

摘要：本文对一起小电流接地系统10kV线路经过渡电阻接地故障进行了理论计算分析，得出了线路经过渡电阻接地后各相的电压变化规律，对今后类似故障的判断及处理有一定的借鉴作用。

关键词：小电流接地系统；过渡电阻接地；电压变化规律

0引言

近年来，随着配电网的不断发展壮大，配网线路越来越多，配电网设备故障中单相接地所占的比重达70%以上，而单相接地发生的形式多种多样，经过渡电阻接地的情况也时常发生。电力调度员熟练掌握中性点不接地系统中经过渡电阻接地时电压变化规律，对加快事故的判断和加快事故处理将起到重要作用。本文针对一起10kV系统线路发生经过渡电阻接地故障，进行深入分析及研究。

1故障情况

某日，在值班过程中，电力调度员突然接到变电设备监控员电话，汇报XX变电所（中性点不接地）10kV母线电压出现异常，A相电压为5.58kV、B相电压为4.83kV、C相电压为7.23kV，调度令变电站值班员作现场检查看是否有异常。变电值班员立即赶赴现场进行相关设备的检查，然而检查后发现站内设备无任何异常，但电压情况仍然维持不变，变电值班员将检查情况汇报调度。

调度员在对异常现象进行分析后最后采用试拉线路的方法，使电压恢复正常，随后通知输电线路巡线人员对接地线路进行带电巡线，最终发现线路A相有异物挂线（经过渡电阻接地），导致了电压的异常。

2事故现象理论分析

正常运行时，各相对地电容为Ca、Cb、Cc，对地泄漏电阻为ra、rb、rc，以Uao为基准相量，则：

式中

ρ-电网的不对称度：

d-电网的阻尼率：

一般情况下，ρ=0.5%～1.5%，d=3%～5%，所以，正常运行时，中性点位移电压一般很小。

由于泄漏电导小得很，可以忽略不计，同时可以认为三相对地电容相等，当A相经过渡电阻Rn接地时，可得单相接地时的Uod为：

对上式分析可以知道，当Rn变化时，向量Uod始端的轨迹是以接地相电压向量Uao为直径的位于其顺时针方向一侧的半圆，如图3所示，这个相量图是分析单相接地的基础。

下面以A相接地为例，如图5，对各相电压进行分析：

1）接地相对地电压Uad：不接地时，K=0，Uad=UX；完全接地时，K=1.0，Uad=0；当通过不同的电阻Rn接地，使得K在0～1.0之间变化，Uad在0～Ux之间变化。当不完全接地时，接地相对地电压降低但是不到零。

2）非接地相对地电压Ubd：不接地时，K=0，Ubd=Ux；A相完全接地时，K=1.0，，即上升为线电压；当K在0～1.0之间变化时，Ubd在始终在OdA之间变化（0.823UX≤Ubd≤）。通过数学计算，可以得出以下结论：

当0≤K≤0.655范围内时，单相（A相）不完全接地，非接地相（B相）对地电压是降低而不是升高的（0.823Ux≤Ubd≤Ux）。

当K>0.655后，B相对地电压是升高的，而且不超过线电压（Ux≤Ubd≤）。

当0<K<0.5范围内单相（A相）不完全接地，Uad>Ubd

当0.5<K<1范围内单相（A相）不完全接地，Uad<Ubd

当K=0.349时，B相电压最低，Ubdmin=0.823Ux，所以，非故障相电压最低可以比相电压小17.7%。

3）非接地相对地电压Ucd：不接地时，K=0，Ucd=Ux；A相完全接地时，K=1.0，Ubd=Ucd=，即上升为线电压；当K在0～1.0之间变化时，UCd在始终在Ux～之间变化（Ux≤Ubd≤）。通过数学计算，可以得出以下结论：

当0<K<0.756范围内时，单相（A相）不完全接地，非接地相（C相）对地电压是升高的，即大于相电压，且小于线电压。

当0.756<K<1.0范围内时，单相（A相）不完全接地，非接地相（C相）对地电压是升高且大于相电压

当K=0.937时，C相对地电压为最大值，Ucdmax=1.82Ux。所以非接地相对地电压最高超过线电压的5.2%；

上述分析的各相对地电压和K值的关系如图5所示。由图可见，在0<K<1.0时，对于统一的K值，C相对地电压总是大于A相和B相的对地电压。由此可得出结论：单相不完全接地时，以正序（A→B→C→A）为准，对地电压最高相的下一相为接地相。若电网中性点经过消弧线圈接地，可得单相接地时的电压Uod为

公式中L——消弧线圈的电感

由于采用消弧线圈补偿方式时，一般采用过补偿方式，即：3ωC<。由此可得出结论：单相不完全接地时，以正序（A→B→C→A）为准，对地电压最高相的上一相为接地相。

3总结

通过以上分析，小电流接地系统中，发生经过渡电阻接地时，可以根据电压的变化情况可以推理出接地相，从而辅助值班员加快事故处理。

表1和表2列出了判别故障接地相的主要方法。

由上表列出的结论可以辅助值班员根据电压情况判断发生经过渡电阻接地的相别，从而加快事故处理。由事故现象：A相电压为5.58kV、B相电压为4.83kV、C相电压为7.23kV。由于最高对地电压为C相，且XX变电所为中性点不接地站所，所以接地故障相为C相的下一相，即A相发生单相接地。

配网的不断发展，配网线路发生经过渡电阻接地的案例也不时发生，电力调度员熟练掌握中性点不接地系统中经过渡电阻接地时系统各相电压的变化情况，将大大有益于发生此类事故时对事故现象的判断，从而有针对性的开展现场检查工作，有益于加快事故处理。

作者简介：

张华成：（1986—）男，工程师，电网调度技师，从事电网调度运行工作。

杜娟：（1987—）女，助理工程师，变电运维高级工，从事变电站运维工作。