广东电网梅州兴宁供电局广东兴宁514500
摘要：本文主要针对110kV线路单相电阻接地的故障及解决措施展开了分析，对故障的基本情况作了详细的阐述，并在分析了存在故障问题原因的基础上，给出了一系列相应的解决措施，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词：线路单相；电阻接地故障；解决措施
随着如今电网建设的不断发展，给电网建设提出了新的要求。但是由于110kv线路故障发生率较高，将会直接影响用户供电。因此，我们必须要重视对110kv线路的建设，并采取有效的措施解决线路存在的故障问题，特别是单相电阻接地的故障。基于此，本文就110kV线路单相电阻接地的故障及解决措施进行了分析，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1故障基本情况
1.1系统运行方式
某220kV站110kV系统为双母线并联运行，2#主变110kV侧中性点直接接地；110kV133#线路运行于该站110kVII段母线，处于空载运行；110kVNH站、CJ站通过该220kV站110kVI段母线形成单侧电源环网供电。此环网运行方式的考虑因素是，当B、C、D线路中任一线路发生故障时，不造成110kVNH站和110kVCJ站任一变电站停电。如图1所示。
图1系统结构
1.2相关保护配置情况
133开关采用为某RCS-941D型线路保护装置，配置三段式接地和相间距离保护，四段方向零序过流保护等；方向零序过流I段保护未投，重合闸启用。
134#、151#开关采用PRS-753D型线路保护，配置光纤分相纵差保护、三段式接地和相间距离保护，四段方向零序过流保护等；方向零序过流I段保护未投，重合闸停用。
135#、112#开关采用CSC-163A型线路保护，配置光纤分相纵差保护、三段式接地和相间距离保护，四段方向零序过流保护等；方向零序过流I段、II段保护未投，重合闸停用。
1.3故障原因
某日中午12点40左右，因一市政施工单位在电力线路附近施工时，现场安全措施及监督管理不到位，其吊车臂误触正在运行的110kVA线路（图中K处，线路接地点实际位置距220kV站2.8km左右），造成线路C相对吊车臂放电，最终形成单相接地。
2保护装置动作情况
2.1220kV站133#开关保护装置动作信息
12时44分39秒647毫秒保护装置启动。
相对时间763毫秒零序过流II段保护动作。
故障测距结果：45.8km
故障相别：CN
故障相电流值：33.86A
故障零序电流：33.83A
12时44分42秒544毫秒重合闸动作。
相对时间192毫秒零序加速动作。
相对时间221毫秒距离加速动作。
故障测距结果：2.8km
故障相别：CN
故障相电流值：33.50A
故障零序电流：33.46A
2.2110kV南河站151#开关保护装置动作信息
12时41分24秒738毫秒保护装置启动。
相对时间425毫秒零序过流II段保护动作。
故障零序电流：2.98A
由于不同变电站的同步时钟差异，两站保护动作的绝对时间并不完全吻合。
3保护动作行为分析
因故障非常清楚且单一，此处不再做故障分析，主要分析保护动作情况。
3.1133#开关保护动作分析
133#开关保护装置首先由方向零序过流II段保护动作跳闸，并重合成功，然后由零序、距离保护加速动作，再次跳闸。具体分析如下。
因133#开关出线为空载运行，当线路发生C相接地故障时，故障电流非常明显，而C相电压变化较小，从录波图上看到，零序电流超前零序电压约100度左右（该保护未加补偿阻抗，波形相位与实际一致）。且保护测距为45.8km，与实际接地点相差巨大，可看出线路并非瞬间金属性接地，而是经过渡电阻接地。接地距离保护未启动，同时方向零序过流I段未投，所以由方向零序过流II段动作。
重合于故障线路后加速启动时，故障测距为2.8km，与实际故障点距离相符，此时线路故障已经呈现为金属性接地，故零序、距离保护均加速动作跳闸。
3.2151#开关保护动作分析
151#开关保护装置由方向零序过流II段保护动作跳闸，具体分析如下。
由图2可见，受到电源侧220kV站110kVA线路单相接地故障的影响，151#开关出现了三相电流电压不平衡的情况，具体表现为：A、B相电流电压稳定无变化，C相电流、电压同时降低，从而产生了零序电流和零序电压。根据图示录波分析，三相不平衡所产生的零序电流电压相位刚好满足零序过流正方向判据（180°＜arg（3U0/3I0）＜340°），当该零序电流值达到151#开关方向零序过流II段保护定值时，保护动作，因其动作时限为0.3s，低于133#开关方向零序过流II段动作时限（0.6s），造成151#开关先于133#开关跳闸。
图2保护装置第一次启动跳闸故障录波
4问题原因及解决方案
在这次事故中，131#开关保护正确动作，但未达到速动性要求，而151#开关保护动作则存在选择性失误。主要原因在以下方面。
（1）133#开关保护受过渡电阻影响，未能瞬时动作，本地电网对方向零序电流保护的整定原则是：由于接地距离保护的采用，方向零序电流保护的作用已明显弱化，方向零序电流I段保护范围短，适应系统运行方式变化的能力差，在电网发生连续故障时，还可能由于网架的变化而导致误动。其保护功能完全可以由允许较大接地电阻的接地距离保护I段替代。因此，本电网110kV线路所配置的方向零序电流I段、零序不灵敏I段都停用。
但在经过渡电阻接地短路的情况下，对接地距离保护会造成如下影响。
过渡电阻的存在使继电器的测量阻抗增大，保护范围缩短；保护装置距短路点越近，受过渡电阻影响越大，有可能导致保护无选择性动作；整定值越小，受过渡电阻的影响越大。
此次事故中，在133#开关保护第一次启动时，接地距离I段（整定阻抗0.28Ω，动作时限0s）未能动作（A线路全长7.431kM，接地故障点距离保护安装处2.8kM，在接地距离I段保护范围内），明显受到了过渡电阻的影响。致使故障未能瞬时切除。在由方向零序过流II段保护启动跳闸时，因动作时限问题，造成151#开关先于故障线路开关跳闸。
（2）151#保护未能躲开三相不平衡电流影响，在上述小环网运行方式下，当220kV站发生其他110kV出线单相接地故障时，环内的开关必然出现三相不平衡的情况。根据以上分析，三相不平衡所产生的零序电流电压相位关系很有可能满足与151#、112#开关零序过流正方向判据，而不平衡电流的水平则与负荷水平有关，即负荷电流越大，不平衡电流越大，电流值很容易超过其方向零序过流II段定值（151#开关方向零序过流II段定值为2.7A，112#开关方向零序过流II段定值仅为1.3A，但本次112#开关方向零序过流II段未投），如果故障线路保护不能瞬时动作跳闸，则很容易造成环内开关误动作跳闸。
（3）解决方案：从此次事故来看，接地距离保护I段覆盖较大接地电阻的效果并不理想，尚无法完全替代方向零序电流I段保护，可对未配备纵联全线速动保护的110kV线路启用方向零序电流I段，以增强快速切除单相经过渡电阻接地故障的能力；当合环运行时，按方向（母线指向线路）排列，151#开关处于末端，其保护范围仅限于B线路。鉴于151#开关具备光纤电流纵差全线速动保护，并且具备三段式相间、接地距离保护，方向零序过流II段的保护作用意义不大，可将方向零序过流II段保护停用（环网内同样情况的112#开关已停用），以避免在类似情况下发生误动作。
5结语
综上所述，随着我国加大对电网建设的力度，110kv线路的故障问题得到了高度的重视。作为建设方，我们必须要认真制定合理的施工方案，并针对线路存在的故障问题，采取相应有效的方法措施做好解决，以保障110kv线路的正常供电。
参考文献：
[1]李茂起.110kV配电线路单相接地故障分析[J].建筑学研究前沿.2013（01）.
[2]赵建保、许沛丰、陈延昌、李建、茹予波.110kV线路单相接地故障实例及改进措施的分析[J].电力系统保护与控制.2009（22）.