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西寺坪電站0.4﹢kV系統(tǒng)接地故障分析及處理

文檔作者：祝迪，熊凱，唐楚杰文檔來源：湖北能源集團清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年11月02日
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２０１７ 年第４ 期
２０１７ Ｎｕｍｂｅｒ ４
水電與新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
總第１５４ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１５４
ＤＯＩ： １０．１３６２２ ／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２ －１８００／ｔｖ．１６７１ －３３５４．２０１７．０４．０１１
收稿日期：２０１７ －０１ －０９ 作者簡介：祝 迪，男，助理工程師，從事水電廠電氣維護工作。
西寺坪電站０．４ ｋＶ 系統(tǒng)接地故障分析及處理
祝 迪，熊 凱，唐楚杰
（湖北能源集團清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司，湖北宜昌 ４４３５００）
摘要：西寺坪電站新安裝０．４ ｋＶ 系統(tǒng)進線開關(guān)為施耐德Ｍａｓｔｅｒｐａｃｔ ＭＴ 系列智能空氣斷路器，在系統(tǒng)設(shè)備調(diào)試過程中，
大功率負(fù)載啟動時出現(xiàn)跳閘。分析開關(guān)保護的工作原理，并通過實驗檢查驗證，確定進線開關(guān)跳閘原因是部分成套設(shè)備
生產(chǎn)廠家在設(shè)備安裝過程中并未嚴(yán)格參照施耐德說明書進行安裝及測試，使問題得以解決。
關(guān)鍵詞：施耐德開關(guān)；接地保護；開關(guān)跳閘
中圖分類號：ＴＭ７７ 文獻標(biāo)志碼：Ｂ 文章編號：１６７１ －３３５４（２０１７）０４ －００４２ －０２
Analysis and Treatment of a Grounding Fault
in the ０．４ kV system of Xisiping Hydropower Station
ＺＨＵ Ｄｉ， ＸＩＯＮＧ Ｋａｉ， ＴＡＮＧ Ｃｈｕｊｉｅ
（Ｈｕｂｅｉ Ｑｉｎｇｊｉａｎｇ Ｈｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ ．， Ｌｔｄ．， Ｙｉｃｈａｎｇ ４４３５００， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｉａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ０．４ ｋＶ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｘｉｓｉｐｉｎｇ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ， ａ ｓｗｉｔｃｈ ｔｒｉｐｐｉｎｇ ｆａｕｌｔ ｉｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ
ｗｈｅｎ ｉｔ ｉｓ ｓｔａｒｔｅｄ ｗｉｔｈ ｈｅａｖｙ ｐｏｗｅｒ ｌｏａｄ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ Ｍａｓｔｅｒ －
ｐａｃｔ ＭＴ ｓｅｒｉｅｓ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ａｉｒ ｂｒｅａｋｅｒ， ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ， ｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒｉｐｐｉｎｇ ｆａｕｌｔ ｉｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｉｎ －
ｃｏｒｒｅｃｔ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈｅｓ ｂｙ ｓｅｖｅｒａｌ ｄｅｖｉｃｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ ．Ｔｈｅｙ ａｒｅ ｎｏｔ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ ｓｔｒｉｃｔｌｙ
ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂｙ Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ ．Ａｆｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ， ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｓｏｌｖｅｄ．
Key words： Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ ｓｗｉｔｃｈ； ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ； ｓｗｉｔｃｈ ｔｒｉｐｐｉｎｇ
西寺坪電站位于湖北省宜昌市長陽縣，電站分為
Ⅰ、Ⅱ級電站，兩級電站各裝設(shè)３ 臺５５０ ｋＷ 臥式水輪
發(fā)電機組。兩級電站各安裝一套０．４ ｋＶ 系統(tǒng)，每套
０．４ ｋＶ 系統(tǒng)分兩段母線運行，有兩路進線開關(guān)和一路
聯(lián)絡(luò)開關(guān)。開關(guān)選用為施耐德Ｍａｓｔｅｒｐａｃｔ ＭＴ 系列智
能空氣斷路器。它除了具有傳統(tǒng)斷路器抽出式、選擇
性和低維護性的特點之外，還具有體積優(yōu)化、內(nèi)置通訊
和測量功能，且具備失壓脫口功能［１］ 。我廠選用的控
制單元型號為Ｍｉｃｒｏｌｏｇｉｃ６．０Ａ，配置保護有長延時保
護、短延時保護、瞬時保護、接地保護、電流保護。
１ 事件現(xiàn)象
西寺坪一級站０．４ ｋＶ 系統(tǒng)設(shè)備調(diào)試過程中，西寺
坪０．４ ｋＶ 系統(tǒng)兩段母線分段運行，備用電源自動投入
裝置處于退出狀態(tài)，兩段母線均不帶電。手動投入電
站０．４ ｋＶ 系統(tǒng)一段母線進線４０１ 開關(guān)，使０．４ ｋＶ 系
統(tǒng)一段母線帶電。合上空壓機負(fù)載電源開關(guān)，當(dāng)手動
啟動電站廠用空壓機時，０．４ ｋＶ 一段進線４０１ 開關(guān)跳
閘，開關(guān)本體接地保護告警ｉｇ 燈亮。
一段母線進線４０１ 開關(guān)選用為施耐德Ｍａｓｔｅｒｐａｃｔ
ＭＴ 系列智能空氣斷路器，控制單元型號為Ｍｉｃｒｏｌｏｇｉｃ６．０Ａ
。配有接地保護、過流保護、選擇性保護；負(fù)載
電源開關(guān)則僅配有過流保護。進線４０１ 開關(guān)本體型號
為施耐德Ｍａｓｔｅｒｐａｃｔ ＭＴ１２ Ｎ１，額定容量為１ ２００ Ａ［２］ 。
接地保護ｌｇ 檔位設(shè)置在Ｂ 檔，由下表可知，保護定值
為６４０ Ａ。時間延時ｔｇ 檔位設(shè)置為０．１，開斷時間為
１４０ ｍｓ。
負(fù)載側(cè)，西寺坪一級站空壓機動力電源未配置軟
啟動器，采用為傳統(tǒng)星三角啟動接線配置。現(xiàn)地測量
空壓機啟動及運行電流，啟動時最大電流為２１０Ａ，遠(yuǎn)
４２ 萬方數(shù)據(jù)
祝 迪，等：西寺坪電站０．４ ｋＶ 系統(tǒng)接地故障分析及處理２０１７ 年４ 月
表1 Micrologic6．0A 保護定值表
ｌｇ ＝ｌｎｘ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ Ｈ Ｊ
ｌｎ＜４００ Ａ ０．３ ０．３ ０．４ ０．５ ０．６ ０．７ ０．８ ０．９ １．０ ４００ Ａ＜ｌｎ ＜１ ２００ Ａ ０．２ ０．３ ０．４ ０．５ ０．６ ０．７ ０．８ ０．９ １．０ ｌｎ ＞１ ２００ Ａ ５００ Ａ ６４０ Ａ ７２０ Ａ ８００ Ａ ８８０ Ａ ９６０ Ａ １ ０４０ Ａ １ １２０ Ａ １ ２００ Ａ
時間延時 ｌ２ ｔ ＯＮ ０ ０．１ ０．２ ０．３ ０．４ ｌ２ ｔ ＯＦＦ ０．１ ０．２ ０．３ ０．４ ｌ２ ｔ ＯＮ ｔｇ ２０ ８０ １４０ ２３０ ３５０ ｌ２ ｔ ＯＦＦ ｔｇ ８０ １４０ ２００ ３２０ ５００ 注：ｌｎ 為斷路器額定值。
小于接地保護設(shè)定值。０．４ ｋＶ 負(fù)載側(cè)斷開兩臺空壓
機開關(guān)，用絕緣搖表分別測量空壓機三相及對地絕緣
值。經(jīng)檢查該絕緣值正常。接地保護故障動作曲線如
圖１ 所示。
圖1 接地保護故障動作曲線圖
圖１ 中ｌｇ 表示接地保護定值，ｔ 表示時間，Ｉ 表示
電流，Ｉ２ｔ 表示短延時跳閘延時設(shè)定。
２ 原因分析
廠用電０．４ ｋＶ 系統(tǒng)所用施耐德ＭａｓｔｅｒｐａｃｔＭＴ 空
氣斷路器的接地保護原理有兩種方式：剩余電流型及
地電流返回型。剩余電流型檢測方式，控制單元計算
開關(guān)內(nèi)部采集的相電流和中性線電流的矢量和，由于
缺少ＣＴ，中性點流過的不平衡電流無法測量，所以控
制器將檢測到的接地電流就是不平衡電流。此時需隔
絕外部ＣＴ 的輸入信號，將Ｔ１、Ｔ２ 短接。地電流返回
型需要在外部電源接地回路上安裝電流互感器，以接
收接地電流信號［３］ 。故障電流分量計算公式為Id ＝IA
＋IB ＋IC ＋IN。檢測電流如圖２ ｉｄ 所示。
圖2 接地保護故障時電流矢量圖
相比較兩種測量方式，地電流返回型的方式更能
保證接地電流的檢測進度及接地保護動作的靈敏度。
為驗證裝置動作原理，進行了相關(guān)試驗。設(shè)置接地保
護整定值Ｉｇ 為Ａ 檔５００ Ａ，設(shè)置延時時間ｔｇ 為０．１ ｓ。
用繼電保護校驗儀給開關(guān)Ａ 相輸入單相電流，并讓電
流從ＣＴ 的Ｈ１ 端入、Ｈ２ 端出經(jīng)過中性線電流互感器，
大電流發(fā)生器輸出大于５００ Ａ 電流時，接地電流顯示
為接近０ Ａ，接地保護可靠不動作。給開關(guān)Ａ 相輸入
單相電流，并讓電流從ＣＴ 的Ｈ２ 端入、Ｈ１ 端出經(jīng)過中
性線電流互感器，大電流發(fā)生器輸出大于２５０ Ａ 電流
時，接地電流顯示為大于５００ Ａ，接地保護可靠動作。
給開關(guān)Ａ 相輸入單相電流，中性線電流互感器解除，
ＣＴ 輸入信號Ｔ１／Ｔ２ 短接。大電流發(fā)生器輸出大于
５００ Ａ 電流時，接地電流顯示大于５００ Ａ，接地保護可
靠不動作。
經(jīng)過現(xiàn)地測量三相一次電流，電流值基本平衡一
致。那么，測量回路故障可能出現(xiàn)在Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｎ 相的
二次測量回路中。
（下轉(zhuǎn)第５１ 頁）
４３ 萬方數(shù)據(jù)
韓 曦，等：保豐水庫建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害影響區(qū)移民安置規(guī)劃２０１７ 年４ 月
３ 地質(zhì)災(zāi)害對水庫建設(shè)移民安置影響
評價結(jié)論
保豐水庫工程無水庫滲漏、浸沒等問題，不涉及蓄
水后形成的孤島以及交通極其困難的庫邊地段等其他
影響區(qū)。水庫蓄水后位于官倉壩至圍子壩段走向河谷
庫岸圍子壩滑坡體（ｈｐ１）由于現(xiàn)坡體上多處民房墻體
及地面出現(xiàn)開裂變形，水庫蓄水后回水至滑坡體坡腳，
對其前緣產(chǎn)生浸泡、淘刷，有誘導(dǎo)加劇滑坡體進一步產(chǎn)
生下滑的可能，嚴(yán)重危及葦子壩組１２．６０ 畝耕地耕作
以及４２ 戶的生命財產(chǎn)安全，將該１２．６０ 畝耕地以及
４２ 戶居民加之庫區(qū)左岸庫岸白家河與沙溪河匯合口
零星４ 戶居民房屋一并納入水庫影響范圍，進行搬遷
避讓處理。保豐水庫所在地習(xí)水縣雙龍鄉(xiāng)楊寺巖村地
理位置較為偏遠(yuǎn)，加之山高坡陡，造成當(dāng)?shù)赝恋刭Y源較
為不足，同時居民文化素質(zhì)普遍偏低勞動技能匱乏，生
活水平較為落后。水庫建設(shè)將造成１０９ 戶５０８ 人搬
遷，拆遷房屋１９ ５８９．１９ ｍ２ ，其中因水庫建成蓄水后庫
周地質(zhì)災(zāi)害影響搬遷４６ 戶２５６ 人， 占搬遷人口的
５０．３９％，所占比例較大，移民任務(wù)較重，是水庫移民安
置規(guī)劃中關(guān)鍵部分。在保豐水庫移民實物調(diào)查過程
中，針對該部分移民搬遷問題曾發(fā)生過討論，一種意見
認(rèn)為該滑坡體屬于國土部門防治范圍，納入水庫建設(shè)
搬遷將造成水庫建設(shè)投資增大，影響工程的順利申報
和建設(shè)。
保豐水庫建設(shè)屬于公益性基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對當(dāng)?shù)?
區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展有重要意義，雖然水庫影響滑坡體居民
納入水庫搬遷會造成移民搬遷投資的大幅增加，但由
于目前該滑坡體處于基本穩(wěn)定，水庫建設(shè)將誘導(dǎo)加劇
滑坡體進一步產(chǎn)生下滑，會嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)鼐用竦纳?
財產(chǎn)安全，水庫建設(shè)單位有義務(wù)也有責(zé)任將水庫影響
居民納入搬遷安置規(guī)劃進行搬遷處理，提供安全上的
保障。同時，水庫影響滑坡體居民普遍經(jīng)濟條件較差，
生活水平不高，將其納入搬遷安置后，可利用水庫移民
優(yōu)惠政策的便利提供發(fā)展致富的平臺。
參考文獻：
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［Ｊ］．浙江水利水電學(xué)院學(xué)報， ２００８， ２０（２）： ４１ －４３
（上接第４３ 頁）
３ 處理方法
檢查０．４ ｋＶ 圖紙，并對照現(xiàn)場設(shè)備，找到Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｎ 相的二次測量回路接線，其中Ｎ 相接線為Ｔ２、Ｔ１。
檢查開關(guān)本體接線方式為Ｔ１ 接紅線、Ｔ２ 接黑線、Ｔ４
接屏蔽線。打開盤柜后發(fā)現(xiàn)Ｎ 相接線為：Ｔ２ 接藍(lán)線、
Ｔ１ 接紅線、Ｇｎｄ 接黑線。與圖紙所畫不符。后檢查藍(lán)
線實際為電纜屏蔽線，應(yīng)接Ｔ４。Ｔ４ 與Ｇｎｄ 短接，兩處
皆可接入。故將藍(lán)線與黑線接線互換。再次啟動空壓
機，接地保護未動作，設(shè)備運行正常。
４ 結(jié) 語
施耐德ＭａｓｔｅｒｐａｃｔＭＴ 空氣斷路器作為低壓電動機
的主要開關(guān)設(shè)備，應(yīng)用范圍較廣，因此斷路器控制和保
護回路的可靠性尤為重要。部分成套設(shè)備生產(chǎn)廠家在
設(shè)備安裝過程中并未嚴(yán)格參照施耐德說明書進行安裝
及測試，本文所提供測試方式和故障問題，在實際應(yīng)用
中可提供參考。
參考文獻：
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