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10kV配電網中中性點接地電阻柜保護誤動原因分析與解決措施

文檔作者：王亮文檔來源：鄂爾多斯電業(yè)局		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年02月10日
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2015年第33卷第6期
內蒙古電力技術
INNER MONGOLIA ELECTRIC POWER 79
doi：10．39696．issn．1008-6218．2015．06．015
10 kV配電網中中性點接地電阻柜
保護誤動原因分析與解決措施
王亮
(鄂爾多斯電業(yè)局，內蒙古鄂爾多斯017010)
False Protection Analysis of Neutral Point Grounding Resistance
Cabinet in 1 0 kV Distribution N etwork and Its Treatment
W ANG Liang
(Ordos Electric Power Bureau，Ordos 017010，China)
Abstract：The application of neutral point
zero sequence current protection configuration
but due to the application of immature tec
malfunction accident．Through the analysis of
? ¨_ ～ ～ ～ ? ～ 一 ? — _ Ⅳ_ ? __ 一? 一 ? ? ～ ～ ? ?
grounding resistance cabinet can realize the ；
of 10 kV distribution network and fault trip， ；
hnology， it could easily lead to protection
the multiple protection malfunction occu~ed
during the operation of the 1 10 kV substation neutral grounding resistor cabinet within
Ordos grid，the main causes are the error of the zero sequence TA measurement，the error
of the cable shield to the ground wire and the eror of the 10 kV feeder switch protection
malfunction，etc．，and formulate the coresponding solution measures，SO as to achieve the
efective application and management of neutral point grounding resistance cab inet in 10
kV distribution network．
Key words：10 kV distribution network；neutral point grounding resistance cab inet；zero
sequence curent protection； zero sequence TA； 10 kV feeder switch； cab le shield ground
wire
【收稿日期】2015—04—09；[修改日期】2015—12—04
【作者簡介】王亮(1983)，男，內蒙古人，碩士，工程師，從事電網調度運行及管理工作。
由性誤而 屏
80 內蒙古電力技術 2015年第33卷第6期
0 引言
在城市供電網絡中，10 kV配電網中性點接地
運行方式對故障的發(fā)現(xiàn)和處理起著舉足輕重的作
用。在供電網絡復雜、線路發(fā)生單相金屬性接地故
障時，若零序電流不滿足設計要求，易發(fā)生因母線
電壓瞬時達到4倍相電壓值而產生的間歇性弧光接
地，使運行設備放電擊穿或燒毀損壞，進而發(fā)生大
面積停電事故。為了避免上述事故的發(fā)生，引入中
性點接地電阻柜構成小電阻(小于5 n)接地的零序
電流通道，可實現(xiàn)10 kV線路零序保護配置可靠動
作，將接地故障快速切除 。
本文對鄂爾多斯電業(yè)局所轄1 10 kV降壓變電
站10 kV母線側加裝中性點接地電阻柜而引起的保
護誤動進行原因分析，進而采取相應的解決措施，
最終實現(xiàn)中性點接地電阻柜在10 kV配電網中的有
效應用
1 中性點接地電阻柜的應用現(xiàn)狀
鄂爾多斯電網調度管理模式為調控配一體化
模式。中性點接地電阻柜是近年來根據地區(qū)負荷
的增長變化及事故類型而采用的保證電網可靠運
行的新設備。鄂爾多斯電網城區(qū)10 kV出線多數(shù)為
電纜或架空絕緣導線，一旦發(fā)生單相接地故障，10
kV配電網絡的對地電容電流將急劇增加。而110
kV降壓變電站的主變壓器低壓側接線方式通常為
△接線，無中性點引出，發(fā)生接地故障后，無法利用
零序電流保護快速切除接地故障線路，因此需要引
進中性點接地電阻柜，作為作用于接地故障的保護
配置 。
目前，鄂爾多斯電網10 kV配電網中應用中性
點接地電阻柜的變電站有220 kV北郊變電站、110
kV青春山變電站、110 kV東郊變電站、110 kV景觀
河變電站、l 10 kV東勝中心變電站等。各變電站采
用同一廠家、相同型號的中性點接地電阻柜。
2 故障案例
鄂爾多斯電網于2015年開始將城區(qū)110 kV變
電站10 kV配電網系統(tǒng)改造為低電阻接地方式，近
期新投的城區(qū)110 kV變電站10 kV配電網全部加裝
中性點接地電阻柜。設備投運初期運行良好，但在
2015年春查期間發(fā)生3次中性點接地電阻柜保護誤
動事故，導致10 kV配電網母線停電，嚴重影響了地
區(qū)電網的穩(wěn)定運行和可靠供電。3次電阻柜保護誤
動事故為：
(1)2015—03—02T12：21，110 kV青春山變電站
963中性點接地電阻柜冒煙，接線纜頭燒損，當時
10 kV I母線L2相發(fā)生金屬性接地故障；
(2)2015—03—14T16：38，110 kV東郊變電站
963中性點接地電阻柜零序電流I段保護動作跳
閘，同時951斷路器跳閘，916硅鐵廠線Ll相電流波
形異常；
(3)2015—05—19T05：13，1 10 kV青春山變電站
913康巴什四回線零序電流Ⅱ段保護動作，重合成
功，同時963斷路器和951斷路器跳閘，造成10 kV
I、Ⅱ母線失電。青春山變電站及東郊變電站接線
圖見圖1、圖2所示。
1號主變壓器 2號主變壓器
康巴什 中性點接 軍分區(qū) 中性點接
四回線 地電阻柜 z．N線 地電阻柜
圖l 青春山變電站接線圈
1號主變壓器 2號主變壓器
麓 硅鐵廠線 墨 毫筐蘼
圖2 東效變電站接線圖
3 原因分析
通過勘察事故現(xiàn)場、查驗設備及分析設備故障
點和保護動作信息，發(fā)現(xiàn)造成中性點接地電阻柜保
護誤動的原因主要包括以下幾點。
(1)零序TA~I]量誤差大。由于零序TA32藝不
2015年第33卷第6期 王亮：10kv配電網中中性點接地電阻柜保護誤動原因分析與解決措施8l
精準造成測量誤差大，導致線路與中性點接地電阻
柜的零序電流幾乎相等。案例如2015—05—19T05：
13，l10 kV青春山變電站10 kV I、Ⅱ母線失電。當
時，913康巴什四回線零序Ⅱ段保護整定值為0．96
A，零序TA變比為200 A／5 A；963中性點接地電阻
柜零序電流Ⅱ段保護整定值為0．39 A，零序TA變比
為500 A／5 A。通過分析，一次電流分別為38．4 A和
39 A時保護達到動作條件。事故后分析發(fā)現(xiàn)，正是
由于零序TA的測量誤差，造成二次電流值幾乎相
等，達到各自保護動作整定值，造成母線停電事故。
(2)電纜屏蔽層接地線走向不正確。兩端接
地的電纜屏蔽層中還會流過感應電流，同時在零序
TA上也有感應電流流過。
(3)10 kV饋線保護拒動。主要原因為保護裝
置的質量參差不齊，各種插件易發(fā)生故障。
(4)10 kV饋線開關拒動。主要原因為開關操
作次數(shù)多、開關本身質量問題及控制回路故障分閘
線圈燒壞等。案例如2015—03—02T12：21，110 kV青
春山變電站963中性點接地電阻柜冒煙，接線纜頭
燒損。事故發(fā)生時后臺機有控制回路斷線信號，
963中性點接地電阻柜停運后檢查發(fā)現(xiàn)斷路器分閘
線圈燒損。
(5)繼電保護整定計算有誤。主要是由于投
運前期設備資料及相關參數(shù)報送不全，考慮不周，
導致保護定值整定計算偏差大。
(6)10 kV線路高阻接地。2條10 kV線路同相
高阻接地或1條單相線路高阻接地的零序電流與電
容電流疊加。案例如2015—03—14T16：38，110 kV東
郊變電站963中性點接地電阻柜零序電流I段保護
動作跳閘，同時951斷路器跳閘。事故發(fā)生后巡線
檢查發(fā)現(xiàn)916硅鐵廠線L1相高阻接地。
(7)系統(tǒng)諧振。系統(tǒng)諧振瞬時越限值致保護
誤動作。
4 解決措施
電阻柜的應用管理，是維護地區(qū)電網安全穩(wěn)定運
行、保證電網可靠供電的有效措施，因此提出以下
解決措施，以確保中性點接地電阻柜保護配置正
確、可靠穩(wěn)定運行。
(1)針對零序TA測量誤差的問題，應嚴格校驗
其性能，控制精度誤差率在5％以下：10 kV線路的
零序電流保護整定值和中性點接地電阻柜內接地
變壓器零序電流保護整定值按一次電流值進行計
算，保護性能校驗由零序TA一次側升流檢驗 。
(2)針對電纜屏蔽層接地線走向不正確的情
況，可將電纜屏蔽層接地線由上而下穿過零序TA，
且保證與電纜支架絕緣、電纜屏蔽層接地線無碰地
現(xiàn)象，一次側升流的金屬導體從電纜屏蔽層接地線
中引出。電纜屏蔽層接地線引出點位置不能低于
零序TA的位置，否則不能順利穿過；同時應盡量避
免電纜屏蔽層接地線引出點位于零序TA的中間位
置[ 。
(3)針對10 kV饋線保護拒動問題，應選用質
量可靠、故障率低的保護裝置，對運行年限較長及
故障率高的保護裝置進行更換；加強對保護裝置的
運行維護，特別是電源插件、采樣插件、CPU插件和
跳閘出口插件，發(fā)現(xiàn)故障應及時處理 。
(4)對于10 kV饋線開關拒動問題，應根據設
備狀態(tài)檢修周期及時進行運行維護，特別要求控制
回路檢查要及時；同時要改善設備的運行環(huán)境，避
免元器件長期在高溫環(huán)境中運行。
(5)針對保護定值整定有誤問題，應嚴格審核
設備報送資料，在中性點接地電阻柜投運前充分了
解設備保護裝置情況，嚴格按照內蒙古電網繼電保
護整定規(guī)程進行整定計算。表1給出了110 kV景觀
河變電站、青春山變電站、東勝中心變電站，220 kV
北郊變電站的10 kV配電網中性點接地電阻柜保護
整定方案。
(6)對于10 kV線路高阻接地，要合理規(guī)劃線
路的供電半徑及負荷分布，從而降低對地電容電
流。當單一線路或多條線路同相高阻接地保護裝
針對以上分析，加強10 kV配電網中性點接地 置發(fā)接地告警信號時，應及時巡查或(下轉第85頁)
表1 中性點接地電阻柜保護整定方案
2015年第33卷第6期 范志強，等：330 MW汽輪機組汽流激振故障分析及處理 85
呈
垂
鞲 泉
O l 2 3 4 5 6 7 8
測試點
圖2 2號機組4瓦 向軸振動值隨高調門開度變化趨勢
正常。2號機組的汽流激振故障通過改變高調門開
度和高調門運行方式得以順利消除，使得機組能夠
長期穩(wěn)定運行。
4 建議
汽輪機產生汽流激振的原因包括設計、安裝、
檢修、運行等多種因素，本文主要針對安裝檢修和
調試運行兩方面提出以下建議。
(1)在機組安裝或檢修時，盡量將轉子與汽缸
間的間隙控制在合理范圍內，并保證周向均勻；軸
封及隔板汽封間隙要合適；防止漏汽不均勻導致轉
子汽流激振。也可通過調整軸承座標高、減小軸瓦
頂隙等來提高系統(tǒng)阻尼、降低軸系擾動 。
(2)在機組調試運行期間，應采用對機組擾動
最小的高調門運行方式，包括調整高調門開啟順序
及開度，減小汽流不均勻性；防止汽缸加熱不均勻
引起汽缸偏移或轉子跑偏；提高潤滑油溫度，為軸
承提供足夠的潤滑以提高軸系穩(wěn)定性；機組運行參
數(shù)盡量保持穩(wěn)定，避免參數(shù)的大幅度波動對機組造
成沖擊；盡量避開汽流激振易發(fā)生的負荷區(qū)間；盡
量不產生上抬高、中壓轉子的力 。
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編輯：張俊英
(上接第8 1頁)采取分段拉路方法等搜索排除故障。
(7)對于由系統(tǒng)諧振造成的瞬時越限值而保
護誤啟動，可通過將保護定值整定加閉鎖信息判據
條件來降低影響。
5 結束語
按上述措施進行改造后，中性點接地電阻柜運
行可靠性大幅提高，再未發(fā)生因保護誤動引起的1O
kV母線失電故障，有效抑制了間歇弧光接地過電
壓、系統(tǒng)諧振過電壓的產生；通過配置接地故障的
零序繼電保護，極大地提高了配電網系統(tǒng)的安全可
靠性。
中性點接地電阻柜在電網10 kV系統(tǒng)中的有效
應用，保障了10 kV配電網的安全穩(wěn)定運行，提高了
用戶供電的可靠性和安全性。無論從電網運行安
全、用戶供電可靠性方面，還是從節(jié)約電網生產、運
行維護的成本方面，均取得了顯著的成效。因此，
在調度管理工作中，合理有效地應用中性點接地電
阻柜，大力推廣其在各城郊新投運變電站的應用，
可為城區(qū)供電提供可靠保障 。
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編輯：張俊英

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