10kV配电网单相接地处理模式的优化
2017第四届轨道交通供电系统技术大会
会议由中国电工技术学会主办，将于2017年11月28日在北京铁道大厦召开，研讨电工科技最新研究成果对轨道交通供电领域所带来的革新影响和应用前景，推进协同创新。浏览会议详情和在线报名参会请长按识别二维码。
国网徐州供电公司的研究人员袁光伟、罗志宏，在2017年第7期《电气技术》杂志上撰文，首先介绍了徐州市区配电网的基本情况，并对江苏省13家地市供电公司单相接地的处理模式进行了对比分析，综合比较不同处理模式的优缺点并结合徐州市区配电网的实际运行需求，提出了处理单相接地故障的优化模式。最后从提高服务质量及系统运行管理水平的角度，提出了加快建设配网自动化及改变系统运行模式的建议。
在小电流接地系统中，单相接地是一种常见的故障，特别是在雨雪、大风等恶劣天气条件下，单相接地故障更是频繁发生。发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高[1-3]，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可运行2h，这是小电流接地系统的最大优点。
但是，若发生单相接地故障后电网长时间运行，会严重影响设备、人身安全和配电网的安全经济运行。为保证设备及人员安全，应及时找出接地故障点迅速处理。
1 徐州市区配电网的基本情况
徐州市区配电网为电缆和架空混合网络。截止到2016年9月，共有配电线路499条，线路总长度3001.81公里，其中电缆线路1068.88公里，架空线1932.92公里，电缆化率为27%。
1.1 单相接地故障设备基本情况
由2015年全年数据统计分析，出现单相接地的主要设备为：架空线、电缆、避雷器。架空线出现单相接地的比率为36％，电缆出现单相接地的比率为32％，避雷器出现单相接地的比率为18％，如图1所示。
电缆、避雷器出现单相接地后，事故象征较小，查找故障点难度较大。而这两种设备出现单线接地的比率为50％。随着城市的改造，电缆化程度的提高，这种比率还会逐步提高。
图1 单相接地故障设备比率
1.2 单相接地处理时间基本情况
目前，处理单相接地的时间主要分为三个阶段：1）变电站内进行检查，拉合线路，查找接地线路的时间；2）配电线路巡线、分段查找接地点的时间；3）处理接地故障的时间。
第一阶段时间平均为1h。第二阶段时间平均为2h。第三阶段时间平均为2h。
2 配电网单相接地的处理模式
目前全省13个地市公司的单相接地处理模式主要分为二大类四种模式，如表1所示。
表1 单相接地处理模式一览表
2.1 对接地线路直接停运
1）监控操作
当变电站母线出现接地信号时，监控汇报配调。配调调度员直接下令给监控员。监控员进行遥控拉合开关，查找到接地线路后，线路不再送电。配调调度员通知配电运维人员及营销检查人员巡线。可根据实际情况采取分段查找的方法，查找故障段。
其中部分供电公司运维人员只有在监控拉合找不到故障点，再去现场检查。
2）变电运维人员操作
当变电站母线出现接地信号时，监控汇报配调，同时通知变电运维人员。变电运维人员到达变电站后，对变电站内设备检查无问题后，汇报配调调度员。配调调度员直接下令给变电运维人员，进行拉合开关，查找到接地线路后，线路不再送电。配调调度员通知配电运维人员及营销检查人员巡线。可根据实际情况采取分段查找的方法，查找故障段。
2.2 允许接地线路运行2小时
1）监控操作
当变电站母线出现接地信号时，监控汇报配调。配调调度员直接下令给监控员。监控员进行遥控拉合开关，查找到接地线路后，线路继续运行2h。配调调度员通知配电运维人员及营销检查人员巡线。可根据实际情况采取分段查找的方法，查找故障段。
其中部分供电公司运维人员只有在监控拉合找不到故障点，再去现场检查。
2）变电运维人员操作
当变电站母线出现接地信号时，监控汇报配调，同时通知变电运维人员。变电运维人员到达变电站后，对变电站内设备检查无问题后，汇报配调调度员。配调调度员直接下令给变电运维人员，进行拉合开关，查找到接地线路后，线路继续运行2h。配调调度员通知配电运维人员及营销检查人员巡线。可根据实际情况采取分段查找的方法，查找故障段。
3 不同处理模式的优缺点分析
目前全省配网调度采取的单相接地处理模式指导思想主要分为两种情况：1）提高供电可靠性，维持系统运行2h；2）快速切除接地点，防止事故扩大。
在这两种指导思想下形成了两大类四种模式。
第一大类第一种模式：由监控遥控执行配网调度拉合出线开关的指令，查找到接地线路后不再送电。这种模式是所有模式中最快切除接地点，但是存在两点风险：消弧线圈因控制器死机造成阻尼电阻短接，消弧线圈与零序电容形成串联谐振造成的“假接地”现象不能及时检查发现，造成拉路对外停电；远动信号装置或通道异常导致开关拉开后，无法合闸，造成无故障线路的对外停电。
第一大类第二种模式：由运维人员现场检查后，执行配网调度拉合出线开关的指令，查找到接地线路后不再送电。这种模式与第一种模式比较，切除接地点时间较长，取决于运维人员到达现场的时间。但是可以避免因站内设备或“假接地”造成对外拉路。
第二大类第一种模式：由监控遥控执行配网调度拉合出线开关的指令，查找到接地线路后，允许接地线路运行2h。这种模式可以较快的查找出接地线路，但接地点不会切除，同样不能避免站内设备或“假接地”造成对外拉路。但是，留给巡线人员带电巡线的时间较长。
第二大类第二种模式：由运维人员现场检查后，执行配网调度拉合出线开关的指令，查找到接地线路后，允许接地线路运行2h。这种模式查找接地线路的时间同样取决于运维人员到达现场的时间，可能留给巡线人员带电巡线的时间很短。但是，能够避免站内设备或“假接地”造成对外拉路。
4 配电网单相接地优化处理模式
目前徐州电网单相接地处理模式为：当变电站母线出现接地信号时，监控汇报配调，同时通知变电运维人员。变电运维人员到达变电站后，对变电站内设备检查无问题后，汇报配调调度员。配调调度员直接下令给变电运维人员，进行拉合开关，查找到接地线路后，线路继续运行2h。
综合比较目前全省采取的各种处理模式及徐州市区配电网实际运行的需求，为避免事故的扩大以及对人身伤害，建议将单相接地处理模式进行优化,具体优化的处理模式为：
1）可以遥控操作的变电站
由监控遥控执行配网调度拉合出线开关的指令，同时通知变电运维人员去现场检查站内设备。查找到接地线路后，线路继续运行2h。通知配电运维人员对线路进行检查，如未查找到明显故障点，由配网调度确定合适分段点（有线路故障指示仪的应结合翻牌指示综合判断），进行分段试送，分段查找接地。
2）不可以遥控操作的变电站或需改变主变运行方式的变电站
变电运维人员到达现场检查后，排除站内设备问题后。由变电运维人员执行配网调度改变方式及拉合出线开关的指令，找到接地线路后不再送电。通知配电运维人员对线路进行检查，如未查找到明显故障点，由配网调度确定合适分段点，进行分段试送，分段查找接地。
5 建议
无论采用哪种处理模式，都是有利有弊。目前的几种处理模式都存在不可避免的拉路查找接地线路的问题。从提高服务质量及提高系统运行管理水平的角度出发，依靠高科技水平，改变运行模式才是解决问题的最终方法。
1）加快建设配网自动化
依靠配网自动化中FTU之间通信的单相接地故障纵向识别功能，利用配网自动化的分布在众多馈线的不同位置的FTU采集故障特征[4-5]，主站计算识别接地区段,通过图形和音响告警,通知运行人员对故障进行处理。
依靠配网自动化的功能能够快速查找接地范围，切除接地点，停电影响范围最小，避免拉路查找对用户的反复停送电。
2）短时间无法实现配网自动化，改变运行模式
短时间无法实现配网自动化的区域，可以改变运行模式，采取中性点接小电阻运行[6-7]。
采取中性点接小电阻运行后，当发生单相接地时，保护动作切除接地线路。对于瞬间接地故障采取以重合闸补救。同时配合在线路安装接地故障指示器，有效区分单相接地故障范围。目前，上海、扬州等城市已经采取这种运行模式，可以快速的切除接地线路，辨别接地范围，停电影响范围较配网自动化大，但避免拉路查找对用户的反复停送电。