陈宇昊，吴俊华，陈涧龙

（义乌供电局，浙江 义乌 322000）

农村电网

一起10 kV不接地系统虚假接地现象的分析和解决方法

陈宇昊，吴俊华，陈涧龙

（义乌供电局，浙江 义乌 322000）

通过对10 kV中性点不接地系统中虚假接地现象的分析，指出消弧线圈系统配置中存在的薄弱环节，是引起虚假接地的主要原因，据此提出了解决方法。

不接地系统；虚假接地；消弧线圈

中性点不接地系统在单相接地时允许短时间带故障运行，提高了供电可靠性。但随着城乡电网的扩大及供电线路的电缆化，系统对地电容电流急剧增加，单相接地后流经故障点的电流增大，电弧不易熄灭，使系统产生振荡，在健全相产生幅值很高的间隙性弧光接地过电压，导致事故跳闸率明显上升。为解决上述问题，通常采用中性点装设消弧线圈的方式，当发生单相接地时，由消弧线圈产生的感性电流补偿故障点的电容电流，使流经故障点的残流变小，电弧能够自然熄灭，抑制故障发展。运行经验表明，消弧线圈对抑制间隙性弧光接地过电压、降低线路的事故跳闸率、减少人身伤亡及设备损坏都有明显的作用。

然而，当消弧线圈容量配置不足、控制方法不当时会引起系统谐振，母线三相电压不平衡，调度监控后台判断为接地故障，即虚假接地现象。

1 虚假接地现象过程

2009年某日凌晨3时，110 kV后宅变电所（简称后宅变）10 kVⅠ段母线接地动作，母线三相电压分别为UA=10.19 kV，UB=0.34 kV，UC= 10.51 kV，试拉后明65 A开关后接地消失，对后明65 A线进行绝缘测试、无异常，巡视也未发现异常，凌晨6时试送正常。故障前，110 kV后宅变10 kV系统（Ⅰ段）主接线如图1所示。

2009年110 kV后宅变发生多起10 kV母线虚假接地故障现象，表现为母线三相电压不平衡（两相偏高，一相偏低），调度监控与数据采集系统（SCADA）判断为母线接地故障，但经拉合10 kV线路后接地消失，电压恢复平衡。虚假接地现象发生时间不固定，原因不清楚。为排查原因需运行人员按故障处理流程巡视检查，费时费力，必须找出虚假接地发生根源才能加以解决。

2 消弧线圈自动调谐装置工作原理

由于义乌电网电缆化程度较高，系统对地电容电流较大，义乌境内110 kV变电所10 kV系统大多采用中性点经消弧线圈接地方式。110 kV后宅变10 kV系统采用的是上海思源公司生产的XHK-Ⅱ型消弧线圈自动调谐及接地选线成套装置。

110 kV后宅变消弧线圈成套装置采用的是预先调节式补偿方式，即：系统正常运行时，消弧线圈预先调节，备在补偿位置；单相接地故障时，消弧线圈零延时进行补偿。在回路中增加阻尼电阻可防止系统振荡时谐振过电压产生。而当系统发生单相接地时，中性点流过很大的电流，这时阻尼电阻的保护单元动作，阻尼电阻被短接，流过消弧线圈的电感性电流与流入接地点的电容性电流相位相反，电感性电流对电容性电流进行补偿，从而消除弧光接地过电压。

阻尼电阻的保护投退由一套可控硅设备控制，当阻尼电阻两端电压大于可控硅触发电压时，可控硅触发，迅速将阻尼电阻短接，系统电压恢复正常达到可控硅返回值时，阻尼电阻投入。

3 虚假接地原因分析

由阻尼电阻投退原理可知，正常情况下可控硅应不会触发动作，但如果10 kV母线三相负荷不平衡较严重，正常运行状态下中性点位移电压就比较大，一旦系统发生变化就会造成阻尼电阻非正常短接，这时由于消弧线圈已处于补偿状态（即XC=XL），系统谐振条件具备，中性点位移电压将急剧升高。

同样，如果可控硅返回电压设置不当，会造成可控硅触发后无法返回，阻尼电阻无法再次投入，引发系统谐振。

后宅变消弧线圈系统主要配置如表1所示。由表1可知110 kV后宅变消弧线圈容量配置不足，已接近补偿极限，系统不对称电压正常情况下均在260 V左右，可控硅触发电压为270 V，系统运行方式改变或三相负荷出现较大变化时均会造成系统不对称电压增大，引起可控硅触发并短接阻尼电阻。系统出现单相接地故障后由于可控硅返回电压偏小，阻尼电阻将无法再次投入，以上两点可以解释虚假接地现象产生的原因。

表1 后宅变1号消弧线圈自动调谐系统主要配置情况

图1 110 kV后宅变10 kV系统（Ⅰ段）主接线图

4 处理方案及结果

通过上述分析得知，虚假接地现象的成因有两个：一是变电所出线较多，系统电容电流较大，而消弧线圈容量偏小，消弧线圈补偿裕度不足；二是系统正常运行时中性点位移电压较大，阻尼电阻保护可控硅触发返回电压偏小，造成正常运行时阻尼电阻短接或无法返回。

消弧线圈补偿裕度不足，可通过消弧线圈增容改造处理，但投资较大。中性点位移电压较大，其根本原因是三相负荷不平衡造成的，变电所投运后负荷情况复杂，处理难度更大。增加阻尼电阻阻值可降低中性点位移电压，提高可控硅触发电压可以有效避免阻尼电阻非正常短接的现象。通过比较分析，将消弧线圈阻尼电阻增至50Ω，可控硅触发电压提高至820 V，返回电压提高至600 V，改造前后消弧线圈自动调谐系统主要参数对比见表2。

表2 110 kV后宅变1号消弧线圈自动调谐系统改造前后主要参数

由表2可知，通过增加阻尼电阻，降低了系统正常运行时的中性点位移电压，不平衡电压稳定在200 V左右，再加上可控硅触发电压的提高，降低了阻尼电阻因系统不平衡引起短接的几率。通过近两个月的观测，110 kV后宅变未发现一起调度SCADA误报接地故障，虚假接地的问题得到解决。

5 结论

（1）根据负荷增加情况配置足够容量的消弧线圈，特别是城区及近郊的变电所，线路电缆化程度较高，系统对地电容电流较大，消弧线圈配置应有一定裕度。确保经消弧线圈补偿的电网应满足以下两个关键条件：最小脱谐度不能小于3%，残流不能大于5 A。对于运行中变电所，可通过增加接地变容量或在消弧线圈上串接固定电感来补偿系统对地电容电流。

（2）消弧线圈阻尼电阻配置应能满足系统阻尼系数要求，如系统阻尼率偏小，则谐振的倍数大大提高。保护单元可控硅应选用性能可靠的产品，其触发电压和返回电压应满足实际要求，否则会出现因中性点位移电压偏大引起可控硅触发或触发后无法返回的现象，造成阻尼电阻非正常短接。

（3）对于部分系统对地电容电流较大的变电所适当采用低电阻接地的系统接地方式，可有效避免谐振现象，大大降低过电压水平。

（4）通过对三相负荷分布情况的分析，优化变电所出线结构，降低中性点位移电压是解决系统谐振问题的关键。

[1]管必萍.不接地系统虚假接地现象浅析[J].上海电力，2002（5）∶34-36.

[2]邓岳华，胡晓萌，区伟潮.消弧线圈的几个常见问题[J].农村电气化，2006（5）∶53-54.

（本文编辑：李文娟）

Analysis Method and Solution for Virtual Ground Phenomenon in 10 kV Indirect Grounding System

CHEN Yu-hao，WU Jun-hua，CHEN Jian-long
（Yiwu Power Supply Bureau，Yiwu Zhejiang 322000，China）

This paper analyses the virtual ground phenomenon in a 10 kV indirect grounding system,points out that the weakness in the configuration of arc-suppression coil system is the main reason for virtual ground and puts forward the solution accordingly.

indirectgrounding system；virtualground；arc-suppression coil

TM727

B

1007-1881（2010）09-0058-03

2009-12-18

陈宇昊（1981-），男，浙江义乌人，工程师，主要从事变电设备运行管理和电力工程管理工作。