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摘 要：本文通过对一起10kV母线单相接地引起的站用变跳闸事故分析，计算推导出消弧线圈补偿容量不当引起站用变跳闸的原因，并依此提出了相应的改进措施。
关键词：单线接地；欠补偿；站用变；消弧线圈
随着城市化进程的加速，加之受城区美化、环保和场地的限制，配电网供电线路电缆化率不断提高，部分变电站出线逐渐实现全电缆化，电容电流显著增加，接地变压器及消弧线圈容量面临不足，当系统发生单相接地故障时，容易出现消弧线圈欠补偿运行，危害系统安全运行。本文通过对一起10kV母线单相接地引起的站用变跳闸事故分析，计算推导出消弧线圈补偿容量不当引起站用变跳闸的原因，并依此提出了相应的改进措施。
1.事故经过及处理
事故前运行方式：110kV翟山变10kV单母分段运行，1、2站用变分别运行于Ⅰ、Ⅱ段母线。1站用变为站用电系统主供电源，2站用变为站用电系统备用电源。
2014年10月9日，监控汇报：10时20分，10kVⅠ段母线A相接地，Ua=1.03kV，Ub=9.74kV，Uc=9.82kV。10时22分，1站用变105开关事故跳闸。令其通知运维人员去现场检查。
运维人员汇报：经检查，10kVⅠ段母线A相接地，Ua=1.03kV，Ub=9.74kV，Uc=9.82kV。1站用变105开关过流保护动作跳闸。10kVⅠ段母线及其附属设备、站用变、消弧线圈无异常，站用电系统无异常。站用电进线Ⅰ接触器分闸、进线Ⅱ接触器合闸，站用电备自投动作成功。
基于翟山变1站用变开关在近期已有两次事故跳闸的情况，都出现在10kV1母线单相接地时，令运维人员将1站用变改为冷备用，联系变电检修人员检查处理。
按照单相接地试拉路的方式查找接地线路，找到接地在翟七一线，通知配网抢修及用电监察带电检查线路及用户设备，配网陈纯汇报翟七一线68杆被车撞断，70-71断线，要求停电处理。令配网陈纯拉开翟七一线65开关，许可其处理线路故障。10kV1母线电压恢复正常。
经过变电检修人员检查试验，1站用变、消弧线圈及站用电系统正常，由于流入站用变的电容电流过大，超过继电保护定值，造成1站用变开关跳闸。
2.事故分析
配电网中性点采用经消弧线圈接地方式，当电网发生单相接地故障后，提供一个电感电流，补偿接地电容电流，使接地电流减小，也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低，达到熄灭电弧的目的。规程规定，中性点经消弧线圈接地的配电网，当发生单相接地故障后，可以带故障运行2小时，大大提高了系统供电可靠性。
当中性点经消弧线圈接地的配电网发生A相接地时，接地电流流向及向量图如下所示：
当系统A相发生单相金属性接地时，故障相对地电压为零， B、C相对地电容电流通过站用变绕组和A相导体与接地点构成回路。流过故障点的电流即为电感电流和B、C相对地电容电流的矢量和，称之为残流。由于非故障相电压上升为线电压，则流入站用变B、C相绕组的电容电流大小也为正常电容电流的1.732倍，流入站用变A相绕组的电容电流为B、C相电容电流的矢量和，大小即为3倍的正常电容电流。消弧线圈即根据此容性电流来调节分接头档位进行补偿。
运维人员查看消弧线圈控制屏显示：消弧线圈档位为15档（最高档），中性点电压为6247V，电容电流为92.6A，消弧线圈输出电感电流为64.05A，残流为-28.55A。105开关保护屏显示：A、B相过流保护动作，Imax=0.832a，动作时间0.72S。
根据以上分析，可以算出流入站用变B、C相绕组的电容电流大小分别为（64.05+28.55）/1.732=53.46A，1站用变105开关保护CT变比300/5，折算到二次为0.89a。查看105开关继电保护定值单过电流定值为49A/0.82a，过电流Ⅰ时限 0.7 s，忽略保护CT误差， 105开关过流保护动作跳闸为正确动作。
此时，消弧线圈输出功率为6247*64.05=400.12kVA，而翟山变安装型号为XHDC-400/10的消弧线圈额定功率为400kVA，消弧线圈已充分利用。另外，补偿后的残流仍为容性电流，且数值很大，可以得出消弧线圈容量已不能满足过补偿要求，处于欠补偿状态。翟山变站用电系统负荷为30kVA， 1站用变额定容量为450kVA。105开关继电保护定值按站用变额定电流的2倍整定的，如增大该定值，则站用变将在大电流下持续运行，严重影响使用寿命甚至会烧毁站用变。
3.改进措施
（1）由于南三环路的改造，翟山变10kV大多数出线改成入地电缆，造成10kV系统电容电流大幅增加，而消弧线圈及站用变没有及时更换，导致消弧线圈及站用变容量不足，造成站用变跳闸，所以在线路改造或更换电缆后，要及时测量系统电容电流，以配置合适容量的消弧线圈。
（2）架空线路改为入地电缆是城市发展的需要，随着电缆线路的增多，电容电流也势必增大，调度员要重视母线单相接地造成站用变跳闸的情况，不能在运维人员检查站用变无异常后就试送站用变开关，忽略了站用变跳闸的原因，造成多次发生同样的事故。
（3）变电运维人员在巡视消弧线圈时，要注意其分接头档位，如已在最高档时，应重点关注，避免发生欠补偿、全补偿，甚至容量不足等现象，直至电容电流过大引起保护动作。
（4）在发生单相接地故障时，应检查接地电容电流、补偿电流、残流及中性点电压，及时发现消弧线圈容量不足的问题，汇报工区领导。
4.结论
随着城市化进程的加速，电容电流显著增加，从而导致部分变电站消弧线圈及站用变容量不足，当发生单相接地时，易发生欠补償，影响电力系统的安全运行。为规避消弧线圈欠补偿运行的危害，应定期测量系统电容电流，及时调整消弧线圈容量，确保消弧线圈过补偿运行。
参考文献
[1] 姜新宇，陆国庆，周良才.对消弧线圈若干问题的探讨[J].电力设备，2000，1（3）：18-20.
[2] 罗海. 中性点不接地或经消弧线圈接地电力系统特性分析[J].内蒙古科技与经济.2007（06）.
[3] 李鹤峰. 中性点接地的选择及经消弧线圈接地的特点[J].中国新技术新产品. 2009 （13）.
[4] 易雄伟. 消弧线圈在配电网中的应用探讨 [J]. 科学之友. 2011 （10）.
关键词：单线接地；欠补偿；站用变；消弧线圈
随着城市化进程的加速，加之受城区美化、环保和场地的限制，配电网供电线路电缆化率不断提高，部分变电站出线逐渐实现全电缆化，电容电流显著增加，接地变压器及消弧线圈容量面临不足，当系统发生单相接地故障时，容易出现消弧线圈欠补偿运行，危害系统安全运行。本文通过对一起10kV母线单相接地引起的站用变跳闸事故分析，计算推导出消弧线圈补偿容量不当引起站用变跳闸的原因，并依此提出了相应的改进措施。
1.事故经过及处理
事故前运行方式：110kV翟山变10kV单母分段运行，1、2站用变分别运行于Ⅰ、Ⅱ段母线。1站用变为站用电系统主供电源，2站用变为站用电系统备用电源。
2014年10月9日，监控汇报：10时20分，10kVⅠ段母线A相接地，Ua=1.03kV，Ub=9.74kV，Uc=9.82kV。10时22分，1站用变105开关事故跳闸。令其通知运维人员去现场检查。
运维人员汇报：经检查，10kVⅠ段母线A相接地，Ua=1.03kV，Ub=9.74kV，Uc=9.82kV。1站用变105开关过流保护动作跳闸。10kVⅠ段母线及其附属设备、站用变、消弧线圈无异常，站用电系统无异常。站用电进线Ⅰ接触器分闸、进线Ⅱ接触器合闸，站用电备自投动作成功。
基于翟山变1站用变开关在近期已有两次事故跳闸的情况，都出现在10kV1母线单相接地时，令运维人员将1站用变改为冷备用，联系变电检修人员检查处理。
按照单相接地试拉路的方式查找接地线路，找到接地在翟七一线，通知配网抢修及用电监察带电检查线路及用户设备，配网陈纯汇报翟七一线68杆被车撞断，70-71断线，要求停电处理。令配网陈纯拉开翟七一线65开关，许可其处理线路故障。10kV1母线电压恢复正常。
经过变电检修人员检查试验，1站用变、消弧线圈及站用电系统正常，由于流入站用变的电容电流过大，超过继电保护定值，造成1站用变开关跳闸。
2.事故分析
配电网中性点采用经消弧线圈接地方式，当电网发生单相接地故障后，提供一个电感电流，补偿接地电容电流，使接地电流减小，也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低，达到熄灭电弧的目的。规程规定，中性点经消弧线圈接地的配电网，当发生单相接地故障后，可以带故障运行2小时，大大提高了系统供电可靠性。
当中性点经消弧线圈接地的配电网发生A相接地时，接地电流流向及向量图如下所示：
当系统A相发生单相金属性接地时，故障相对地电压为零， B、C相对地电容电流通过站用变绕组和A相导体与接地点构成回路。流过故障点的电流即为电感电流和B、C相对地电容电流的矢量和，称之为残流。由于非故障相电压上升为线电压，则流入站用变B、C相绕组的电容电流大小也为正常电容电流的1.732倍，流入站用变A相绕组的电容电流为B、C相电容电流的矢量和，大小即为3倍的正常电容电流。消弧线圈即根据此容性电流来调节分接头档位进行补偿。
运维人员查看消弧线圈控制屏显示：消弧线圈档位为15档（最高档），中性点电压为6247V，电容电流为92.6A，消弧线圈输出电感电流为64.05A，残流为-28.55A。105开关保护屏显示：A、B相过流保护动作，Imax=0.832a，动作时间0.72S。
根据以上分析，可以算出流入站用变B、C相绕组的电容电流大小分别为（64.05+28.55）/1.732=53.46A，1站用变105开关保护CT变比300/5，折算到二次为0.89a。查看105开关继电保护定值单过电流定值为49A/0.82a，过电流Ⅰ时限 0.7 s，忽略保护CT误差， 105开关过流保护动作跳闸为正确动作。
此时，消弧线圈输出功率为6247*64.05=400.12kVA，而翟山变安装型号为XHDC-400/10的消弧线圈额定功率为400kVA，消弧线圈已充分利用。另外，补偿后的残流仍为容性电流，且数值很大，可以得出消弧线圈容量已不能满足过补偿要求，处于欠补偿状态。翟山变站用电系统负荷为30kVA， 1站用变额定容量为450kVA。105开关继电保护定值按站用变额定电流的2倍整定的，如增大该定值，则站用变将在大电流下持续运行，严重影响使用寿命甚至会烧毁站用变。
3.改进措施
（1）由于南三环路的改造，翟山变10kV大多数出线改成入地电缆，造成10kV系统电容电流大幅增加，而消弧线圈及站用变没有及时更换，导致消弧线圈及站用变容量不足，造成站用变跳闸，所以在线路改造或更换电缆后，要及时测量系统电容电流，以配置合适容量的消弧线圈。
（2）架空线路改为入地电缆是城市发展的需要，随着电缆线路的增多，电容电流也势必增大，调度员要重视母线单相接地造成站用变跳闸的情况，不能在运维人员检查站用变无异常后就试送站用变开关，忽略了站用变跳闸的原因，造成多次发生同样的事故。
（3）变电运维人员在巡视消弧线圈时，要注意其分接头档位，如已在最高档时，应重点关注，避免发生欠补偿、全补偿，甚至容量不足等现象，直至电容电流过大引起保护动作。
（4）在发生单相接地故障时，应检查接地电容电流、补偿电流、残流及中性点电压，及时发现消弧线圈容量不足的问题，汇报工区领导。
4.结论
随着城市化进程的加速，电容电流显著增加，从而导致部分变电站消弧线圈及站用变容量不足，当发生单相接地时，易发生欠补償，影响电力系统的安全运行。为规避消弧线圈欠补偿运行的危害，应定期测量系统电容电流，及时调整消弧线圈容量，确保消弧线圈过补偿运行。
参考文献
[1] 姜新宇，陆国庆，周良才.对消弧线圈若干问题的探讨[J].电力设备，2000，1（3）：18-20.
[2] 罗海. 中性点不接地或经消弧线圈接地电力系统特性分析[J].内蒙古科技与经济.2007（06）.
[3] 李鹤峰. 中性点接地的选择及经消弧线圈接地的特点[J].中国新技术新产品. 2009 （13）.
[4] 易雄伟. 消弧线圈在配电网中的应用探讨 [J]. 科学之友. 2011 （10）.