利用仿真变电站事故案例加强学生对小电流接地系统故障的分
析处理
苏海霞;张玉珠;东蔚
【摘 要】For small current grounding system, ground fault is a common fault. The protective action of two-phase ground fault occurred due to the small ground current current transformer with incomplete star connection, relative to other on line, the incident handling process is not the same. The traditional mode of teaching is not conducive to students' mastery of the knowledge point, a small current through the simulation of substation grounding system, four typical cases of the ground short circuit, and to deepen participants' understanding of this issue, a good reference.%对于小电流接地系统来说,接地故障是一种常见的故障.由于小接地电流系统电流互感器采用不完全星形接线,在不同线路的不同相别上发生两相接地故障时,保护动作情况不同,事故处理的过程也不相同.传统的教学模式不利于学生对该知识点的掌握,本文通过仿真变电站小电流接地系统发生接地短路的四个典型案例,加深学员对这一问题的理解,具有很好的借鉴作用. 【期刊名称】《价值工程》 【年(卷),期】2012(031)020 【总页数】2页(P263-2)
【关键词】小电流接地系统;案例演示;接地短路 【作 者】苏海霞;张玉珠;东蔚
【作者单位】河南电力工业学校电气技术部,郑州450051;河南电力工业学校电气技术部,郑州450051;河南电力工业学校电气技术部,郑州450051 【正文语种】中 文 【中图分类】TM63 0 引言
教学必须高度重视理论与实践的紧密结合，改变教学中以教师讲授为主的教学形式，实现素质教育与能力培养的有机结合，系统改进课程教学内容和方法，克服以往教学中重知识传授、轻能力培养，用试卷成绩评判学员能力素质的问题，应以案例教学为教学改革的创新点和突破口，全面推行包括案例教学在内的研究式、探讨式的教学方法，促进教学双方在教学过程中的良性互动，使传承知识与开发智力、培养能力与提高素质有机结合。 1 仿真变电站10kV系统概况
1.1 仿真变电站10kV系统的主接线图（图1）
1.2 10kV系统运行方式 1#主变带10kVⅠ母，2#主变带10kVⅡ母，10kVⅠ、Ⅱ母线通过110断路器联络运行，1U、2U、3U、4U、5U、6U 线路运行。
1.3 10kV系统保护配置 主变主保护：瓦斯保护，动作跳主变各侧断路器；差动保护，保护动作跳主变各侧断路器；主变10kV侧后备保护：复合电压过电流保护，作为10kV侧母线及线路后备保护，Ⅰ段2.0s跳10kV分段断路器110，2.5s跳主变10kV侧断路器，Ⅱ段4.5s跳主变各断路器；电流电压保护，作为10kV母线的主保护，1.0s跳10kV分段断路器110，1.5s跳主变10kV侧断路器。 10 kV线路保护及自动装置：电流速断保护，延时0.1s动作跳线路断路器；过电
流保护，2.5s动作，保护动作跳本线路断路器；三相一次重合闸。 2 仿真变电站案例演示及处理 2.1 案例1
设置1U线路A相接地。
现象：警铃响，光子牌报出“10kVⅠ母接地”、“10kVⅡ母接地”，10kVⅠ、Ⅱ母绝缘检查指示A相电压等于0，B、C电压为线电压。 根据现象判断为10kV系统发生A相金属性接地。 处理：
①拉开110断路器，“10kVⅡ母接地”光子牌消失，说明接地点在10kVⅠ母范围。
②合上110断路器，穿绝缘靴，戴绝缘手套，在站内10kVⅠ母范围巡视设备，未发现接地点，说明站内无接地。
③用试拉分路法，按先次要后重要线路，试拉10kVⅠ母范围内的各线路。拉开113断路器，观察接地信号不消失，再合上113断路器；同样方法试拉112断路器；拉开111断路器，观察接地信号消失，再合上111断路器，接地信号出现，说明1U线路A相发生金属性接地。
④汇报调度，等待处理。（单相接地，系统可以运行2小时）
说明：此案例较简单，目的在于用实例演示说明在小电流接地系统发生单相金属性接地短路时，接地相电压为0，不接地相电压升高为线电压，保护不动作跳闸，只发出告警信号；同时让学生初步掌握现场处理此种异常运行的处理方法。 2.2 案例2
首先设置10kV3U线路A相金属接地，待学生看清现象，并按案例1的方法查找出接地范围，恢复正常运行方式后，再设置10kV2U线路B相金属接地，此时，变电站事故喇叭响，3U线113断路器跳闸；3U线保护掉牌“电流速断动作”、
“重合闸动作”、“重合闸后加速动作”；光子牌报出“10kVⅠ母接地”、“10kVⅡ母接地”，10kVⅠ母绝缘检查指示B相电压等于0，A、C电压为线电压。同样按案例1的方法查找出2U线路B相金属性接地。教师令断开112断路器，信号恢复正常，接地信号消失。再令退出3U线路重合闸，复归3U线路保护掉牌，试送113断路器。学生试送成功，同时警铃再次响，光子牌再次报出“10kVⅠ母接地”、“10kVⅡ母接地”，10kVⅠ母绝缘检查指示A相电压等于0，B、C电压为线电压。说明3U线路有A相金属接地。
通过这一事故的演示，引导学生分析3U线路跳闸原因，得出在小电流接地系统中保护所用TA的接线方式为两相不完全星形方式，只在A和C相装有TA，当在不同支路发生A、B或B、C相接地短路时，由于B相没有接TA，不能反映B相故障电流，因此，B相接地支路的线路保护不会动作跳闸，进一步加深学生对小电流系统TA采用两相不完全星形接线方式的特点。 2.3 案例3
设置10kVⅠ段母接A相金属接地，之后10kVⅡ段母接B相金属接地。仿真变电站事故喇叭响，110断路器动作跳闸；1号主变保护掉牌“10kV分段跳闸”，1号主变保护掉牌“10kV分段跳闸”；光子牌报出“10kVⅠ母接地”、“10kVⅡ母接地”；10kVⅠ母绝缘检查指示A相电压等于0，B、C电压为线电压，10kVⅡ母绝缘检查指示B相电压等于0，A、C电压为线电压。学生巡视变电站内10kV系统范围设备，发现10kVⅠ段母接A相接地，10kVⅡ段母接B相接地。 分析：变压器10kV侧复合电压过电流保护所用TA装在低压侧断路器与主变侧隔离刀闸间，并仍然是两相星形接线方式，当两段母线不同相接地时，两台主变10kV侧复合电压过电流同时动作，第一时间段跳开110断路器后，10kVⅠ、Ⅱ母线运行，接地点故障电流减小，1、2号主变保护返回。通过此案例，引导学生分析保护动作情况及跳闸结果，学生可以进一步加深对主变10kV侧复合电压
过电流保护的理解，提高事故分析能力。
上述在仿真变电站演示的3个案例，应按上述顺序从简单到复杂，在学生初步掌握小电流接地系统一点接地的分析和处理的基础上，再设置不同点不同相的接地事故，进一步提高学生对两相不完全星形接线特点以及对线路保护和变压器差动保护的理解掌握。 3 结束语
案例教学，是职业技术教育中致力于深层课题研究的好方法，是教师专业化发展的新途径，可以实现教与学的双方良性互动，增强教学的可接受性和科学性。通过案例教学可以发展学员的创新精神和实际解决问题的能力，帮助学员理解教学中所出现的两难问题，更好的掌握理论知识。学员通过案例教学得到的知识是内化了的知识，并且在很大程度上可以整合教育教学中的“不确定性”的知识。 参考文献：
[1] 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理（增订版）.中国电力出版社，2004. [2] 李福寿.中性点非有效接地电网的运行.水利电力出版社，1993.
[3] 肖白，束洪春，高峰.小电流接地系统单相接地故障选线方法综述，继电器，2001.
