电网非金属性接地快速发现探索实践

电网非金属性接地快速发现探索实践

李普法郑凤朝

（国网钟祥市供电公司湖北钟祥市431900）

摘要：针对电网出现非金属性接地监控迟滞发现的问题进行了原因分析，提出优化调整OPEN3000调度自动化系统变电站母线相电压越下限报警值，整合电网实时运行数据，构建重要实时运行数据集中监控界面，便于监控能快速发现处置电网电压异常情况，在防范非金属性接地安全风险方面作出了积极探索实践。

关键词：监控；非金属性接地；快速发现；探索实践

1.典型案例

某日13时15分，洋梓变10千伏#5母线出现三相电压不衡现象，A、B、C三相电压分别为7.51、7.51、3.64千伏，由于系统未报警，直至15时正常周期性巡视，监控才发现电压异常情况，并初步判断线路非金属性接地，选择断开洋14大桥线，电压异常现象消失。经线路负责人巡视，发现为高岭#4台区支线#14杆断线接地不良所致。大桥线D点C相发生非金属性接地短路短路点各相短路电流和电压如图1所示，短路点经阻抗Zf非金属性接地，此单相接地短路，实际电流IDa、IDb大小为0，实际电压UDc大小等于ZfIDc。

接地点现场地面烧痕十分明显，若期间有行人通过现场后果难料，报票抢修结束试送该线路后，母线三相电压正常。本次异常发现耗时105分钟，现场安全较长时间处于失控状态。

结合系统各序网络参数，对大桥线D点发生非金属性接地短路进行了电压相量分析，短路点电压相量图如图2所示，此次非金属性接地短路，导致电压中性点沿C相电压相量方向发生偏移，故短路点C相电压大小出现一定程度的下降低于正常相电压，但并未出现为0千伏的金属性接地，短路点A相、B相电压相量出现了关于C相电压矢量方向镜像对称情况。

2.原因分析

接地选线保护，在非金属性接地时存在一定保护死区。对于变电站线路安装有接地选线仪的，能反应出超过整定值的接地故障电流，实现线路接地时选择性实时报警。其缺点是存在三相负荷不平衡电流干扰，整定值以内的非金属性接地存在动作死区。上述变电站未安装接地选线仪。

零序电压保护，用于监察整个系统绝缘，零序电压产生的大小取决于接地的程度，发生接地时，产生的零序电压高于动作值时动作于告警。由于线路接地电阻值变化范围很大，无法避免的存在非金属性接地动作死区。

远方集中监控，OPEN3000调度自动化系统10千伏相电压越下限报警值初置3.4千伏，实际运行中线路发生非金属性接地或接地不良时，接地相电压大多略有下降，往往高于相电压越下限报警值，调度自动化系统相电压越下限不报警，监控难于快速发现。

正常巡视周期，监控每两小时对各变电站进行全面巡视。监控的变电站数量较多，需巡查数据量大，OPEN3000系统电网实时运行数据为一座变电站的一次接线图一幅运行界面，巡视需逐站切换界面，各侧母线电压数据分布于各侧母线，数据十分分散、凌乱，不便于快速巡视。

上述原因，导致了监控难于快速发现非金属性接地电压异常。线路发生非金属性接地或接地不良时，由于保护存在死区未动作告警，且相电压未达到OPEN3000系统越下限报警值不报警，监控实难于快速发现相电压异常，延长了异常处置时间。线路长时间对地放电，易造成两相短路，损坏配电设备，更重要的是接地现场时刻存在可严重危害过往行人安全的重大隐患，极易发生触电伤亡事故。

3.防范措施探索实践

为防范非金属性接地电网运行安全风险，从现有OPEN3000系统技术支撑和可操作性方面，来实现监控能快速发现相电压异常情况，是探索针对性防范措施的出发点。

一是将OPEN3000系统中各变电站10千伏相电压越下限报警值，设置为5.4千伏。统计发现钟祥电网近年来的非金属性接地相遥测值均在5.25千伏以内，对称运行的10千伏母线线电压正常下限值为10千伏时，其对应相电压为5.77千伏，综合考虑系统电压波动可能短时出现的系统低电压情况和已出现的非金属性接地相电压历史经验值，我们选取相电压越下限报警值5.4千伏试运行，后期对运行效果进行评估再优化。

二是电网运行重要数据集中实时监视。将OPEN3000系统中各变电站需重点监控的实时运行数据集中于一个监控画面———钟祥电网重要监视一览表画面，表中内容包括变电站、通信工况、主变负荷、35及10千伏相电压、线电压实时运行数据，运行数据越限时自动变色显示。监控每2小时对各变电站全面巡视检查，在2小时内的空窗期实时监视此画面，对于数据进行全面快速浏览，对于颜色已发生变化且未报警的相电压数据进行重点检查处置。电压遥测值颜色定义：事故（接地）：红色；越上或下限：黄色（35千伏）/紫红色（10千伏）；长时间不刷新：紫色；工况退出：淡蓝色。

4.实践案例

某日6时55分，潞市变10千伏#4母线出现三相电压不衡，A、B、C三相电压分别为5.09、6.60、6.73千伏。OPEN3000调度自动化系统发A相电压越下限报警，监控立即发现本次电压异常情况，初步判断某线路A相非金属性接地，按预定顺序逐一进行接地选线，当断开潞17营金线时，电压异常现象消失。线路负责人巡线，现场检查发现为祝庄5号台区支线13号杆A相跳火线烧断，接触电杆造成非金属性接地，报票完成抢修试送该线路后，母线三相电压恢复正常。此次接地选线隔离接地线路耗时2分钟，电压异常发现处置快速，有效防控了电网非金属性接地期间的接地现场潜在安全风险。

5.结束语

从电网运行实际出发，探索实践能快速发现电网非金属性接地的有效措施，调整优化OPEN3000系统相电压越下限报警功能，构建电网重要实时运行数据集中显示界面，实现重要数据无缝实时监控，助力监控能快速发现电网非金属性接地，进一步确保了“大运行”电网集中监控安全。

参考文献：

[1]韩祯祥等编.电力系统分析[M].浙江：浙江大学出版社出版，1993.