35kV线路单相断线的实用判据

35kV线路单相断线的实用判据

李闯周晓锋刘宏辉麻喜旺

国网安徽省电力有限公司五河县供电公司安徽蚌埠233300

摘要：不对称电流的出现不但危害电力设备、干扰通信设备，而且影响继电保护的正常动作，因此线路非全相运行应被及时终止。在小电流接地系统中，线路单相接地一般允许继续运行1～2h，但PT保险熔断或单相断线的长时间运行会对系统和设备造成不可恢复的影响。尤其是线路单相断线造成非全相运行时，照明负荷会失电，电机长时间过热可能会被烧毁，严重影响用户的用电安全和经济效益，此时需调度运行人员精准判断、迅速处理。本文就35kV线路单相断线的实用判据展开探讨。

关键词：电压稳定；小电流接地系统；单相断线

引言

10kV配网线路一般属于小电流接地系统，配网线路特别是架空线路具有走线地理环境复杂、设备老化快、易受外力破坏等特点，因而断线故障时有发生。断线后，对用户正常供电及断口周围的行人都会产生不利影响。

1单相断线故障的理论分析

假设在中性点直接接地系统中XY处发生A相断线，如图1所示。可以看出故障处的边界条件为式(1)。

由上式可以得出结论:电网网络结构确定时，断线相各序电流均与断相前的负荷电流成正比，负荷电流越小，断相后各序电流相应也越小。按照保护装置识别故障的零序电流来分析，断相前如果线路潮流较重，断相后产生的零序电流较大，能够达到保护装置动作值，保护装置能识别并快速切除故障，现场运行人员及调度员便能快速应对。若线路潮流较轻时发生故障，零序电流可能还达不到保护装置的启动条件，更谈不上零序Ⅲ、Ⅳ段动作出口，一旦没有保护动作跳闸情况，现场监控也没有异常告警，运行人员很难从监视的众多信号中发现疑点，系统的非全相运行将影响电网安全。

2线路电压不正常时的情况分析

电压不正常可以由单相接地、线路断线、PT保险熔断引起。（1）线路单相接地。此时系统实际负荷不受影响，10KV一相电压降低，两相相电压升高，线电压不变。PT开口三角发零序告警。（2）断线。此时断相的线路供电负荷下降，因对地电容不平衡，中性点偏移，断线相电压升高不超过1.5倍正常电压，正常相电压下降不低于0.866倍正常电压，PT侧显示的线电压基本正常，用户能正常用电。（3）35KVPT保险熔断。如为低压保险熔断，则熔断相相电压为0或接近为0，其他两相正常。与熔断相相关的线电压降低约为正常的一半。PT开口三角正常不会告警。高压侧保险熔断，如为分体式PT则与低压保险情况类似。如为三相五柱式则熔断相电压会有一定感应电压，熔断相相电压不会降低为0，PT开口三角报警。

3案例

图2为35KV浮揣线及各侧变电站简化图。某日20：14，大新站发“35KV＃4母线接地”信号，35KV＃4母线电压异常，A相14．29KV、B相22．99KV、C相30．95KV，AC线电压37．05KV；36min后，电压变为A相36．76KV、B相36．77KV、C相0．11KV，AC线电压36．79KV；1min后，发“35KV＃4母ＰＴ空开跳闸”信号。3min后，县调拉开浮揣线314开关，电压无变化；3min后，合上314开关，电压仍无变化。20min后，大新站＃2主变跳闸，三侧开关跳开，345、145自投动作成功后，35KV＃4母线电压变化为A相17．6KV、B相19．5KV、C相30．4KV，AC线电压36．6KV。38min后，拉开浮揣线314开关后，35KV＃4母线电压变化为A相22．1KV、B相19．7KV、C相20．4KV，AC线电压36．8KV。事故发生后，调阅电压曲线发现揣骨瞳站的35KV＃5与10KV＃5母线电压特征一致，均为A相19．88KV、B相10．34KV、C相9．83KV，与断线负荷侧变电站的主变低压侧母线变化情况一致。经询问相关县调得知，该站35KV母线侧未安装ＰＴ，电压由10KVＰＴ引出。结合大新站35KV＃4母线电压可得到35KV浮揣线存在C相断线的结论。至于当日20：50，电压变化符合C相金属性接地的特征，结合大新站设备老化、主变跳闸时现场小雨等情况，怀疑非全相运行后，C相上升为1．5倍的电压，而长时间的过电压对电气设备绝缘造成威胁，导致设备绝缘击穿，35KV＃4母线系统（包括母线、连接母线的刀闸及其引线、站用变、PT、电容器引线及瓷瓶）发生接地。在此期间拉合浮揣线314开关母线电压无变化，排除线路上有接地点。之后主变主保护动作跳闸，备自投动作成功，此时电压变化符合断线情况（接地消除），确认主变跳闸原因可能为主变35KV侧引线及避雷器故障。运维操作人员到位检查，并通过试验确认主变跳闸故障原因为＃2变压器302开关柜内C相避雷器爆炸。随后，巡线人员汇报浮揣线线路＃1杆塔电缆与架空线C相连接线断线。

4线路单相断线故障应对措施

（1）用户装设低压保护，在电压异常可能造成设备损坏时快速切除设备，保证设备安全。（2）配电变压器装设非全相保护，在高压线路缺相运行时切除负荷，保证低压用电安全。（3）调度在确认线路断线故障后立即拉停变电所出线开关，或故障点前分段开关，然后修复故障线路恢复送电。

结语

利用本文提出的小电流接地系统单相断线的判断依据，可及时切除故障区域，最大限度地恢复区域供电，保证供电质量和可靠性。在电气设备参数充分的情况下通过大数据对比分析，可精准定位断线位置，为调控运行人员提供重要参考，降低事故对电网的影响、确保电网安全稳定运行。

参考文献

［1］GB/T50064—2015交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范［Ｓ］．

［2］武辉，王亚平．中性点不接地系统中ＰＴ一次或二次保险一相熔断与单相接地故障、谐振过电压现象的区别［Ｊ］．中国科技信息，2017（2）：105，109．