摘要：本文分析水电厂内10kV单相接地故障，排除铁磁谐振引发事故的可能性，找到故障根本原因，并结合水电厂实际情况提出防范措施。

    0 引言
    水电厂10kV厂用电系统为机组的自用电系统、液压油系统、技术供水系统、气系统、公用电系统、照明系统及排水系统提供交流电源。当10 kV厂用电系统发生接地故障时，保护装置一般能迅速切除故障，但无法准确判断故障点位置，故障点的判断与查找仍依赖于人工。

    1 系统运行方式
    某水电厂是省网的主要调峰、调频、事故备用电源，且主厂房设置在地下，其排水电源和照明电源为最重要的保安电源，所以对厂用电的运行稳定性和可靠性要求很高。同时，厂用电也是整个水利枢纽的操作电源，对水利枢纽的安全运行起到举足轻重的作用。为此，以供电可靠、运维方便、接线简单为该水电厂对厂用电接线的原则，采用多电源、单母分段、互为备用的方式。厂用电系统如图1所示。

    2 故障现象
    某日，该水电厂10kV IV段母线（4G）单相接地报警。经查，10kV IV段母线TV柜上的TV断线报警信号继电器2KS、母线接地报警信号继电器1KS均动作弹出，且不能复归。电压表指示A、B、C相电压分别为3、8、厂用电系统图
    段母线上所有合闸状态的开关柜上侧带电显示器A相均无2.2 kV; AB、BC、CA线电压分别为10、10、0kV。另外，空气中有焦糊味。检查IV段母线消谐装置上没有接地报警和其它任何报警，10kV各负荷开关保护装置没有任何报警信号。厂用电10kV III段（（3G）母线TV柜上的三相电压指示也异常，A相降低为5 kV、B相正常为6kV、C相升高为8kV。检查TV外壳温度很高且下部漏油。测试数据显示TV已坏。

    3 故障分析
    3.1单相接地
    根据异常现象初步判断10kV IV段母线TV一次保险熔断，随后的现场检查证实了该判断。另外，由10kV IV指示，可判断母线A相存在接地现象。按先厂外后厂内的原则进行拉路试验，查找接地点。最后，确定接地点在厂用电10kV IV段一负荷开关下侧线路上，接地原因是施工不慎挖断电缆造成短路。对该开关进行隔离，并确认无其它故障后，厂用电III、IV段的TV互带运行。
    3.2铁磁谐振
    发生单相接地故障时，故障相电压会降低，甚至会降到零，而非故障相电压会升高到线电压。但是，此次接地故障中，A、B、C相电压分别为3、8、2.2 kV 、A、C相电压明显降低，B相电压明显升高，不完全符合接地电压特征，而符合铁磁谐振过电压特征。
    10kV厂用电母线使用的是电磁型TV，其一次侧中性点直接接地。由于TV属于带铁芯的电感元件，因此在电网发生单相对地弧光闪络（间歇性接地）时或单相接地故障消失瞬间，系统扰动可导致TV铁芯不同程度饱和。饱和后的TV励磁感抗变小，此时若10kV系统网络的对地容抗与TV励磁感抗相匹配，则会形成三相或单相共振回路，激发出谐振过电压。这种谐振过电压叫做铁磁谐振过电压。铁磁谐振的产生需要外部激励，如系统电压发生强烈扰动、系统发生间歇性接地或单相接地消失等。
    中性点不接地电网铁磁谐振现象可分为3种频率的共振：基波共振、高次谐波共振和分频谐波共振。发生基波共振时，大多会出现系统两相对地电压升高，一相对地电压降低，或两相对地电压降低，一相对地电压升高；系统中性点位移到电压三角形外，三相电压稳态值发生显著不对称变化，对地电压最高可达3倍相电压。由三相电压数据可知，数据较接近基波共振过电压，但是本次事故中并无引发谐振的激励，因此可排除铁磁谐振过电压。

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