袁光偉 羅志宏

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10kV配電網(wǎng)單相接地處理模式的優(yōu)化

袁光偉 羅志宏

（國(guó)網(wǎng)徐州供電公司，江蘇徐州 221005）

本文首先介紹了徐州市區(qū)配電網(wǎng)的基本情況，并對(duì)江蘇省13家地市供電公司單相接地的處理模式進(jìn)行了對(duì)比分析，綜合比較不同處理模式的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合徐州市區(qū)配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行需求，提出了處理單相接地故障的優(yōu)化模式。最后從提高服務(wù)質(zhì)量及系統(tǒng)運(yùn)行管理水平的角度，提出了加快建設(shè)配網(wǎng)自動(dòng)化及改變系統(tǒng)運(yùn)行模式的建議。

配電網(wǎng)；單相接地；中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

在小電流接地系統(tǒng)中，單相接地是一種常見的故障，特別是在雨雪、大風(fēng)等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻繁發(fā)生。在發(fā)生單相接地后，故障相對(duì)地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高[1-3]，但線電壓卻依然對(duì)稱，因而不影響對(duì)用戶的連續(xù)供電，系統(tǒng)可運(yùn)行2h，這是小電流接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)。但是，若發(fā)生單相接地故障后電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，則會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備、人身安全和配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為保證設(shè)備及人員安全，應(yīng)及時(shí)找出接地故障點(diǎn)，并迅速處理。

1 徐州市區(qū)配電網(wǎng)的基本情況

徐州市區(qū)配電網(wǎng)為電纜和架空混合網(wǎng)絡(luò)。截止到2016年9月，共有配電線路499條，線路總長(zhǎng)度為3001.81km，其中電纜線路為1068.88km，架空線為1932.92km，電纜化率為27%。

1.1 單相接地故障設(shè)備基本情況

由2015年全年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，出現(xiàn)單相接地的主要設(shè)備為架空線、電纜、避雷器。架空線出現(xiàn)單相接地的比率為36%，電纜出現(xiàn)單相接地的比率為32%，避雷器出現(xiàn)單相接地的比率為18%，如圖1所示。電纜、避雷器出現(xiàn)單相接地后，事故象征較小，查找故障點(diǎn)難度較大。而這兩種設(shè)備出現(xiàn)單線接地的比率為50%。隨著城市的改造，電纜化程度的提高，這種比率還會(huì)逐步提高。

圖1 單相接地故障設(shè)備比率

1.2 單相接地處理時(shí)間基本情況

目前，處理單相接地的時(shí)間主要分為3個(gè)階段，即：

1）變電站內(nèi)進(jìn)行檢查，拉合線路，查找接地線路的時(shí)間。

2）配電線路巡線、分段查找接地點(diǎn)的時(shí)間。

3）處理接地故障的時(shí)間。

第一階段時(shí)間平均為1h。第二階段時(shí)間平均為2h。第三階段時(shí)間平均為2h。

2 配電網(wǎng)單相接地的處理模式

目前全省13個(gè)地市公司的單相接地處理模式主要分為二大類4種模式，見表1。

表1 單相接地處理模式一覽表

2.1 對(duì)接地線路直接停運(yùn)

1）監(jiān)控操作

當(dāng)變電站母線出現(xiàn)接地信號(hào)時(shí)，監(jiān)控匯報(bào)配調(diào)。配調(diào)調(diào)度員直接下令給監(jiān)控員。監(jiān)控員進(jìn)行遙控拉合開關(guān)，查找到接地線路后，線路不再送電。配調(diào)調(diào)度員通知配電運(yùn)維人員及營(yíng)銷檢查人員巡線?？筛鶕?jù)實(shí)際情況采取分段查找的方法，查找故障段。

其中部分供電公司運(yùn)維人員只有在監(jiān)控拉合找不到故障點(diǎn)的情況下，才去現(xiàn)場(chǎng)檢查。

2）變電運(yùn)維人員操作

當(dāng)變電站母線出現(xiàn)接地信號(hào)時(shí)，監(jiān)控匯報(bào)配調(diào)，同時(shí)通知變電運(yùn)維人員。變電運(yùn)維人員到達(dá)變電站后，對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備檢查無(wú)問(wèn)題后，匯報(bào)配調(diào)調(diào)度員。配調(diào)調(diào)度員直接下令給變電運(yùn)維人員，進(jìn)行拉合開關(guān)，查找到接地線路后，線路不再送電。配調(diào)調(diào)度員通知配電運(yùn)維人員及營(yíng)銷檢查人員巡線?？筛鶕?jù)實(shí)際情況采取分段查找的方法，查找故障段。

2.2 允許接地線路運(yùn)行2h

1）監(jiān)控操作

當(dāng)變電站母線出現(xiàn)接地信號(hào)時(shí)，監(jiān)控匯報(bào)配調(diào)。配調(diào)調(diào)度員直接下令給監(jiān)控員。監(jiān)控員進(jìn)行遙控拉合開關(guān)，查找到接地線路后，線路繼續(xù)運(yùn)行2h。配調(diào)調(diào)度員通知配電運(yùn)維人員及營(yíng)銷檢查人員巡線?？筛鶕?jù)實(shí)際情況采取分段查找的方法，查找故障段。

其中部分供電公司運(yùn)維人員只有在監(jiān)控拉合找不到故障點(diǎn)時(shí)，再去現(xiàn)場(chǎng)檢查。

2）變電運(yùn)維人員操作

當(dāng)變電站母線出現(xiàn)接地信號(hào)時(shí)，監(jiān)控匯報(bào)配調(diào)，同時(shí)通知變電運(yùn)維人員。變電運(yùn)維人員到達(dá)變電站后，對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備檢查無(wú)問(wèn)題后，匯報(bào)配調(diào)調(diào)度員。配調(diào)調(diào)度員直接下令給變電運(yùn)維人員，進(jìn)行拉合開關(guān)，查找到接地線路后，線路繼續(xù)運(yùn)行2h。配調(diào)調(diào)度員通知配電運(yùn)維人員及營(yíng)銷檢查人員巡線?？筛鶕?jù)實(shí)際情況采取分段查找的方法，查找故障段。

3 不同處理模式的優(yōu)缺點(diǎn)分析

目前全省配網(wǎng)調(diào)度采取的單相接地處理模式指導(dǎo)思想主要分為兩種情況：①提高供電可靠性，維持系統(tǒng)運(yùn)行2h；②快速切除接地點(diǎn)，防止事故擴(kuò)大。

在這兩種指導(dǎo)思想下形成了兩大類4種模式。

1）第一大類第一種模式。由監(jiān)控遙控執(zhí)行配網(wǎng)調(diào)度拉合出線開關(guān)的指令，查找到接地線路后不再送電。這種模式是所有模式中最快切除接地點(diǎn)的，但是存在兩點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)：①消弧線圈因控制器死機(jī)造成阻尼電阻短接，消弧線圈與零序電容形成串聯(lián)諧振造成的“假接地”現(xiàn)象不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，造成拉路對(duì)外停電；②遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)裝置或通道異常導(dǎo)致開關(guān)拉開后，無(wú)法合閘，造成無(wú)故障線路的對(duì)外停電。

2）第一大類第二種模式。由運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)檢查后，執(zhí)行配網(wǎng)調(diào)度拉合出線開關(guān)的指令，查找到接地線路后不再送電。這種模式與第一種模式比較，切除接地點(diǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，取決于運(yùn)維人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間，但是可以避免因站內(nèi)設(shè)備或“假接地”造成對(duì)外拉路。

3）第二大類第一種模式。由監(jiān)控遙控執(zhí)行配網(wǎng)調(diào)度拉合出線開關(guān)的指令，查找到接地線路后，允許接地線路運(yùn)行2h。這種模式可以較快的查找出接地線路，但接地點(diǎn)不會(huì)切除，同樣不能避免站內(nèi)設(shè)備或“假接地”造成對(duì)外拉路。但是，留給巡線人員帶電巡線的時(shí)間較長(zhǎng)。

4）第二大類第二種模式。由運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)檢查后，執(zhí)行配網(wǎng)調(diào)度拉合出線開關(guān)的指令，查找到接地線路后，允許接地線路運(yùn)行2h。這種模式查找接地線路的時(shí)間同樣取決于運(yùn)維人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間，可能留給巡線人員帶電巡線的時(shí)間很短。但是，能夠避免站內(nèi)設(shè)備或“假接地”造成對(duì)外拉路。

4 配電網(wǎng)單相接地優(yōu)化處理模式

目前徐州電網(wǎng)單相接地處理模式是，當(dāng)變電站母線出現(xiàn)接地信號(hào)時(shí)，監(jiān)控匯報(bào)配調(diào)，同時(shí)通知變電運(yùn)維人員。變電運(yùn)維人員到達(dá)變電站后，對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備檢查無(wú)問(wèn)題后，匯報(bào)配調(diào)調(diào)度員。配調(diào)調(diào)度員直接下令給變電運(yùn)維人員，進(jìn)行拉合開關(guān)，查找到接地線路后，線路繼續(xù)運(yùn)行2h。

綜合比較目前全省采取的各種處理模式及徐州市區(qū)配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的需求，為避免事故的擴(kuò)大以及對(duì)人身傷害，建議將單相接地處理模式進(jìn)行優(yōu)化，具體優(yōu)化的處理模式如下。

1）可以遙控操作的變電站

由監(jiān)控遙控執(zhí)行配網(wǎng)調(diào)度拉合出線開關(guān)的指令，同時(shí)通知變電運(yùn)維人員去現(xiàn)場(chǎng)檢查站內(nèi)設(shè)備。查找到接地線路后，線路繼續(xù)運(yùn)行2h。通知配電運(yùn)維人員對(duì)線路進(jìn)行檢查，如未查找到明顯故障點(diǎn)，由配網(wǎng)調(diào)度確定合適分段點(diǎn)（有線路故障指示儀的應(yīng)結(jié)合翻牌指示綜合判斷），進(jìn)行分段試送，分段查找接地。

2）不可以遙控操作的變電站或需改變主變運(yùn)行方式的變電站

在變電運(yùn)維人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)檢查并排除站內(nèi)設(shè)備問(wèn)題后，由變電運(yùn)維人員執(zhí)行配網(wǎng)調(diào)度改變方式及拉合出線開關(guān)的指令，找到接地線路后不再送電。通知配電運(yùn)維人員對(duì)線路進(jìn)行檢查，如未查找到明顯故障點(diǎn)，由配網(wǎng)調(diào)度確定合適分段點(diǎn)，再進(jìn)行分段試送，分段查找接地。

5 結(jié)論

無(wú)論采用哪種處理模式，都有利有弊。目前的幾種處理模式都存在不可避免的拉路查找接地線路的問(wèn)題。從提高服務(wù)質(zhì)量及提高系統(tǒng)運(yùn)行管理水平的角度出發(fā)，依靠高科技水平，改變運(yùn)行模式才是解決問(wèn)題的最終方法。

1）加快建設(shè)配網(wǎng)自動(dòng)化

依靠配網(wǎng)自動(dòng)化中FTU之間通信的單相接地故障縱向識(shí)別功能，利用配網(wǎng)自動(dòng)化的分布在眾多饋線的不同位置的FTU采集故障特征[4-5]，主站計(jì)算識(shí)別接地區(qū)段，通過(guò)圖形和音響告警，通知運(yùn)行人員對(duì)故障進(jìn)行處理。

依靠配網(wǎng)自動(dòng)化的功能能夠快速查找接地范圍，切除接地點(diǎn)，停電影響范圍最小，避免拉路查找對(duì)用戶的反復(fù)停送電。

2）短時(shí)間無(wú)法實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，改變運(yùn)行模式

短時(shí)間無(wú)法實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的區(qū)域，可以改變運(yùn)行模式，采取中性點(diǎn)接小電阻運(yùn)行[6-7]。

采取中性點(diǎn)接小電阻運(yùn)行后，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，保護(hù)動(dòng)作切除接地線路。對(duì)于瞬間接地故障采取以重合閘補(bǔ)救。同時(shí)配合在線路安裝接地故障指示器，有效區(qū)分單相接地故障范圍。目前，上海、揚(yáng)州等城市已經(jīng)采取這種運(yùn)行模式，可以快速切除接地線路，辨別接地范圍，停電影響范圍較配網(wǎng)自動(dòng)化大，但避免拉路查找對(duì)用戶的反復(fù)停送電。

[1] 王磊, 曹現(xiàn)峰, 駱瑋. 基于改進(jìn)PSO優(yōu)化模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)故障選線研究[J]. 電氣技術(shù), 2016, 17(3): 30-35.

[2] 劉紅偉, 郭上華. 基于直流注入法的新型小電流接地故障隔離和定位解決方案研究[J]. 電氣技術(shù), 2016, 17(1): 22-26, 32.

[3] 劉健. 配電網(wǎng)故障處理研究進(jìn)展[J]. 供用電, 2015, 32(4): 8-15.

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[7] 姜健, 鮑光海. 小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法綜述[J]. 電氣技術(shù), 2015, 16(12): 1-5.

Optimization of Single Phase Earth Fault Disposing Mode in 10kV Distribution Network

Yuan Guangwei Luo Zhihong

(State Grid Xuzhou Power Supply Company, Xuzhou, Jiangsu 221005)

This paper first introduces the basic situation of distribution network in Xuzhou urban area, then comparative analysis of single phase earth fault disposing modes of 13cities of Jiangsu is carried out. By comparing the merits and faults of different disposing modes with the consideration of operation demand, the optimization of single phase earth fault disposing mode is presented. Speeding up the construction of distribution automation and changing the system operation mode are presented, which is significant for enhancing the service quality and operation management level of power system.

distribution network; single phase earth faul; neutral ungrounded system

袁光偉（1987-），男，江蘇省徐州市人，碩士，工程師，技師，主要從事電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行工作。