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西寺坪电站0.4﹢kV系统接地故障分析及处理

文档作者：祝迪，熊凯，唐楚杰文档来源：湖北能源集团清江水电开发有限责任公司		点击数：	更新时间： 2025年11月02日
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２０１７ 年第４ 期
２０１７ Ｎｕｍｂｅｒ ４
水电与新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
总第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 作者简介：祝 迪，男，助理工程师，从事水电厂电气维护工作。
西寺坪电站０．４ ｋＶ 系统接地故障分析及处理
祝 迪，熊 凯，唐楚杰
（湖北能源集团清江水电开发有限责任公司，湖北宜昌 ４４３５００）
摘要：西寺坪电站新安装０．４ ｋＶ 系统进线开关为施耐德Ｍａｓｔｅｒｐａｃｔ ＭＴ 系列智能空气断路器，在系统设备调试过程中，
大功率负载启动时出现跳闸。分析开关保护的工作原理，并通过实验检查验证，确定进线开关跳闸原因是部分成套设备
生产厂家在设备安装过程中并未严格参照施耐德说明书进行安装及测试，使问题得以解决。
关键词：施耐德开关；接地保护；开关跳闸
中图分类号：ＴＭ７７ 文献标志码：Ｂ 文章编号：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
西寺坪电站位于湖北省宜昌市长阳县，电站分为
Ⅰ、Ⅱ级电站，两级电站各装设３ 台５５０ ｋＷ 卧式水轮
发电机组。两级电站各安装一套０．４ ｋＶ 系统，每套
０．４ ｋＶ 系统分两段母线运行，有两路进线开关和一路
联络开关。开关选用为施耐德Ｍａｓｔｅｒｐａｃｔ ＭＴ 系列智
能空气断路器。它除了具有传统断路器抽出式、选择
性和低维护性的特点之外，还具有体积优化、内置通讯
和测量功能，且具备失压脱口功能［１］ 。我厂选用的控
制单元型号为Ｍｉｃｒｏｌｏｇｉｃ６．０Ａ，配置保护有长延时保
护、短延时保护、瞬时保护、接地保护、电流保护。
１ 事件现象
西寺坪一级站０．４ ｋＶ 系统设备调试过程中，西寺
坪０．４ ｋＶ 系统两段母线分段运行，备用电源自动投入
装置处于退出状态，两段母线均不带电。手动投入电
站０．４ ｋＶ 系统一段母线进线４０１ 开关，使０．４ ｋＶ 系
统一段母线带电。合上空压机负载电源开关，当手动
启动电站厂用空压机时，０．４ ｋＶ 一段进线４０１ 开关跳
闸，开关本体接地保护告警ｉｇ 灯亮。
一段母线进线４０１ 开关选用为施耐德Ｍａｓｔｅｒｐａｃｔ
ＭＴ 系列智能空气断路器，控制单元型号为Ｍｉｃｒｏｌｏｇｉｃ６．０Ａ
。配有接地保护、过流保护、选择性保护；负载
电源开关则仅配有过流保护。进线４０１ 开关本体型号
为施耐德Ｍａｓｔｅｒｐａｃｔ ＭＴ１２ Ｎ１，额定容量为１ ２００ Ａ［２］ 。
接地保护ｌｇ 档位设置在Ｂ 档，由下表可知，保护定值
为６４０ Ａ。时间延时ｔｇ 档位设置为０．１，开断时间为
１４０ ｍｓ。
负载侧，西寺坪一级站空压机动力电源未配置软
启动器，采用为传统星三角启动接线配置。现地测量
空压机启动及运行电流，启动时最大电流为２１０Ａ，远
４２ 万方数据
祝 迪，等：西寺坪电站０．４ ｋＶ 系统接地故障分析及处理２０１７ 年４ 月
表1 Micrologic6．0A 保护定值表
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
时间延时 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 为断路器额定值。
小于接地保护设定值。０．４ ｋＶ 负载侧断开两台空压
机开关，用绝缘摇表分别测量空压机三相及对地绝缘
值。经检查该绝缘值正常。接地保护故障动作曲线如
图１ 所示。
图1 接地保护故障动作曲线图
图１ 中ｌｇ 表示接地保护定值，ｔ 表示时间，Ｉ 表示
电流，Ｉ２ｔ 表示短延时跳闸延时设定。
２ 原因分析
厂用电０．４ ｋＶ 系统所用施耐德ＭａｓｔｅｒｐａｃｔＭＴ 空
气断路器的接地保护原理有两种方式：剩余电流型及
地电流返回型。剩余电流型检测方式，控制单元计算
开关内部采集的相电流和中性线电流的矢量和，由于
缺少ＣＴ，中性点流过的不平衡电流无法测量，所以控
制器将检测到的接地电流就是不平衡电流。此时需隔
绝外部ＣＴ 的输入信号，将Ｔ１、Ｔ２ 短接。地电流返回
型需要在外部电源接地回路上安装电流互感器，以接
收接地电流信号［３］ 。故障电流分量计算公式为Id ＝IA
＋IB ＋IC ＋IN。检测电流如图２ ｉｄ 所示。
图2 接地保护故障时电流矢量图
相比较两种测量方式，地电流返回型的方式更能
保证接地电流的检测进度及接地保护动作的灵敏度。
为验证装置动作原理，进行了相关试验。设置接地保
护整定值Ｉｇ 为Ａ 档５００ Ａ，设置延时时间ｔｇ 为０．１ ｓ。
用继电保护校验仪给开关Ａ 相输入单相电流，并让电
流从ＣＴ 的Ｈ１ 端入、Ｈ２ 端出经过中性线电流互感器，
大电流发生器输出大于５００ Ａ 电流时，接地电流显示
为接近０ Ａ，接地保护可靠不动作。给开关Ａ 相输入
单相电流，并让电流从ＣＴ 的Ｈ２ 端入、Ｈ１ 端出经过中
性线电流互感器，大电流发生器输出大于２５０ Ａ 电流
时，接地电流显示为大于５００ Ａ，接地保护可靠动作。
给开关Ａ 相输入单相电流，中性线电流互感器解除，
ＣＴ 输入信号Ｔ１／Ｔ２ 短接。大电流发生器输出大于
５００ Ａ 电流时，接地电流显示大于５００ Ａ，接地保护可
靠不动作。
经过现地测量三相一次电流，电流值基本平衡一
致。那么，测量回路故障可能出现在Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｎ 相的
二次测量回路中。
（下转第５１ 页）
４３ 万方数据
韩 曦，等：保丰水库建设地质灾害影响区移民安置规划２０１７ 年４ 月
３ 地质灾害对水库建设移民安置影响
评价结论
保丰水库工程无水库渗漏、浸没等问题，不涉及蓄
水后形成的孤岛以及交通极其困难的库边地段等其他
影响区。水库蓄水后位于官仓坝至围子坝段走向河谷
库岸围子坝滑坡体（ｈｐ１）由于现坡体上多处民房墙体
及地面出现开裂变形，水库蓄水后回水至滑坡体坡脚，
对其前缘产生浸泡、淘刷，有诱导加剧滑坡体进一步产
生下滑的可能，严重危及苇子坝组１２．６０ 亩耕地耕作
以及４２ 户的生命财产安全，将该１２．６０ 亩耕地以及
４２ 户居民加之库区左岸库岸白家河与沙溪河汇合口
零星４ 户居民房屋一并纳入水库影响范围，进行搬迁
避让处理。保丰水库所在地习水县双龙乡杨寺岩村地
理位置较为偏远，加之山高坡陡，造成当地土地资源较
为不足，同时居民文化素质普遍偏低劳动技能匮乏，生
活水平较为落后。水库建设将造成１０９ 户５０８ 人搬
迁，拆迁房屋１９ ５８９．１９ ｍ２ ，其中因水库建成蓄水后库
周地质灾害影响搬迁４６ 户２５６ 人， 占搬迁人口的
５０．３９％，所占比例较大，移民任务较重，是水库移民安
置规划中关键部分。在保丰水库移民实物调查过程
中，针对该部分移民搬迁问题曾发生过讨论，一种意见
认为该滑坡体属于国土部门防治范围，纳入水库建设
搬迁将造成水库建设投资增大，影响工程的顺利申报
和建设。
保丰水库建设属于公益性基础设施建设，对当地
区域经济发展有重要意义，虽然水库影响滑坡体居民
纳入水库搬迁会造成移民搬迁投资的大幅增加，但由
于目前该滑坡体处于基本稳定，水库建设将诱导加剧
滑坡体进一步产生下滑，会严重威胁当地居民的生命
财产安全，水库建设单位有义务也有责任将水库影响
居民纳入搬迁安置规划进行搬迁处理，提供安全上的
保障。同时，水库影响滑坡体居民普遍经济条件较差，
生活水平不高，将其纳入搬迁安置后，可利用水库移民
优惠政策的便利提供发展致富的平台。
参考文献：
［１］杨亚锋， 邵晓露．澜沧江小湾工程移民规划简介［Ｊ］．云南
水力发电， ２００２， １８（１）： １９ －２１
［２］李玉海， 陈亚杰．水利水电工程建设对生态环境的影响
［Ｊ］．水利科技与经济， ２００９， １５（８）： ７１９ －７２０
［３］陈彦军．节水工程在黄土塬地质灾害治理中的应用［Ｊ］．
水科学与工程技术， ２０１６（３）： ８４ －８５
［４］张堃一， 单凤文．浅析团山子水利枢纽工程建设征地移民
安置［Ｊ］．吉林水利， ２０１３（９）： ５９ －６２
［５］胡宝柱， 高磊磊， 王娜．水库建设对生态环境的影响分析
［Ｊ］．浙江水利水电学院学报， ２００８， ２０（２）： ４１ －４３
（上接第４３ 页）
３ 处理方法
检查０．４ ｋＶ 图纸，并对照现场设备，找到Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｎ 相的二次测量回路接线，其中Ｎ 相接线为Ｔ２、Ｔ１。
检查开关本体接线方式为Ｔ１ 接红线、Ｔ２ 接黑线、Ｔ４
接屏蔽线。打开盘柜后发现Ｎ 相接线为：Ｔ２ 接蓝线、
Ｔ１ 接红线、Ｇｎｄ 接黑线。与图纸所画不符。后检查蓝
线实际为电缆屏蔽线，应接Ｔ４。Ｔ４ 与Ｇｎｄ 短接，两处
皆可接入。故将蓝线与黑线接线互换。再次启动空压
机，接地保护未动作，设备运行正常。
４ 结 语
施耐德ＭａｓｔｅｒｐａｃｔＭＴ 空气断路器作为低压电动机
的主要开关设备，应用范围较广，因此断路器控制和保
护回路的可靠性尤为重要。部分成套设备生产厂家在
设备安装过程中并未严格参照施耐德说明书进行安装
及测试，本文所提供测试方式和故障问题，在实际应用
中可提供参考。
参考文献：
［１］孙方家．现今６００ ＭＷ 机组采用智能模块＋施耐德ＭＴ 系
列开关误动原因分析［Ｊ］．科学与财富， ２０１５（３）： ４０ －４０
［２］许赫男， 许吉红．小电流接地系统单相接地故障分析及保
护方法［Ｊ］．中国高新技术企业， ２００９（４）： １２１ －１２３
［３］杨小云．广西城市１０ ｋＶ 配电网接地方式探讨［Ｊ］．广西电
力， ２００３， ２６（４）： ４

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