10/0.4kV變電站系統(tǒng)接地與保護接地的探討-建筑電氣2009.6

建錳電乞·
—_——_—-_●__●—_-●BUILDING
20n9年第6期i ELECTRIC!TY
kV變電站系統(tǒng)接地與保護接地的探討
10／0．4
黃劍勇(河北省石家莊煉化分公司，石家莊市050032)
李英武(中國航空工業(yè)規(guī)劃設計研究院，北京市 100011)
Research on the System Grounding and Protective Grounding in 10／0．4 kV Substation
Huang Jianyong(HebeiShijiazhuang Refining&ChemicalBranch，Shijiazhuang 050032，China)
Li Yingwu(China Aeronautical Project and Design Institute，Beijing 100011，China)
Abstract The hazards of single·phase grounding 1 10 kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障造成危害
faultin the 10／0．4 kV substation ate analyzed；and the
的原因
consequences that single—phase grounding fault is easy
to cause insulation damage of the equipments and 為了提高供電的可靠性。我國10 kV供電系統(tǒng)目
electric shock accident are pointed out．A few measures 前還采用電源中性點不接地的運行方式。由于供電電
to reduce the hazards caused by single-phase 源中性點不接地。正常運行時三相對地電容電流基本
grounding fault occurred inthe 10／0．4 kV substation are
平衡，三相對地電壓為相電壓。發(fā)生單相接地故障
introduced．
時，接地相對地電壓等于零，未接地兩相對地電壓升
Key words Substation System grounding
高為線電壓，接地故障電流等于未接地兩相對地電容
Protective grounding Single-phase grounding fault
電流的向量和。
Equipotential bonding
10／O．4 kV變電站變壓器與高壓開關柜等電氣
摘 要 分析10，0．4 kV變電站單相接地故障 設備外露導電部分都需要進行保護接地。接地故障電
引發(fā)的危害．指出單相接地故障容易造成設備絕緣 容電流從故障點經(jīng)大地由線路流向電源時，會使保護
損壞與電擊事故的發(fā)生．介紹減小lO／0．4 kV變電 接地線上的對地電壓升高。
站單相接地故障所引發(fā)危害的幾點措施。 由于lO kV供電系統(tǒng)電源中性點不接地，發(fā)生
關鍵詞 變電站 系統(tǒng)接地保護接地單相接 單相接地故障時．系統(tǒng)的接地故障電容電流都要經(jīng)
地故障等電位聯(lián)結 過接地故障點流向電源。10，0．4 kV變電站接地電
阻規(guī)定為4 n。如果單相接地故障電容電流等于
10，O．4 kV變電站的接地分為電源中性點接地 lO A，保護接地線上的對地電壓就升高到40 V；如
與電氣設備外露導電部分接地。前者稱為系統(tǒng)接地 果單相接地故障電流大于10 A。保護接地線上的對
或功能性接地，后者稱為保護接地。 地電壓就會升高．若超過安全電壓將會威脅到人身
系統(tǒng)接地給配電系統(tǒng)提供了一個參考電位； 安全。由于發(fā)生單相接地故障時，未接地兩相對地
降低了系統(tǒng)對地絕緣的要求；在高壓線路發(fā)生接 電壓等于線電壓。升高了、／3倍，時間過長就會對
地故障時?？蓸嫵筛邏壕€路故障電流通過大地返回 電氣設備的絕緣產(chǎn)生影響．接地故障電容電流增大
高壓電源的通路，使高壓側繼電保護可靠動作， 還容易引起諧振過電壓，造成更大的危害。
將故障切除。
2 10／0．4 kV變電站接地方式與單相接地
當?shù)蛪号潆娋€路發(fā)生接地故障時。保護接地為
故障的關系
故障電流返回電源提供了通路．降低了電氣裝置的
外露導電部分在故障時的對地電壓或接觸電壓，同 10，O．4 kV變電站有10 kV系統(tǒng)與220，380V
時故障電流還能使低壓配電線路上的保護電器動作， 低壓系統(tǒng)。目前我國10 kV系統(tǒng)為不接地系統(tǒng)，所以
及時切斷電源。 10kV側只有變壓器與高壓開關柜等電氣設備外露導
●—●J—un．2009 V～oL
12
28 NO．6
一、●電部分的保護接地。10，O．4 kV變電站的220，380V 單相接地故障電流大于10 A時動作于跳閘，
側，接地則包括系統(tǒng)接地與保護接地。 對人身與設備安全造成的危害就可以減小。因此
10 kV系統(tǒng)的保護接地與220／380V低壓系統(tǒng)的 10／0．4 kV變電站的接地與繼電保護設計方案應
保護接地，是分開接地還是共用接地．目前設計 合理有效。
規(guī)范還沒有明確的規(guī)定。10 kV系統(tǒng)的保護接地與
4減小10／0．4 kV變電站單相接故障危害
220／380V低壓系統(tǒng)的保護接地若分開單獨設置，
的幾點措施。
lO kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時．只有變壓器與高壓
開關柜等高壓電氣設備的保護接地線電壓會升高． a．合理減小10／0．4 kV變電站電源中性點的
220／380V低壓系統(tǒng)的保護接地線上電壓不會發(fā)生變 接地電阻．可以在一定程度上減小單相接地故障造成
化。10 kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障造成的人身安全危 的危害。對于設置在建筑物內部的10／0．4 kV變電
害就可限制在變電站內部的小范圍內．不會對變電 站，10 kV系統(tǒng)與220，380V低壓系統(tǒng)共用接地，接
站以外造成危害。這在建筑物稠密的大城市里往往 地電阻可以很容易達到lQ，此時發(fā)生單相接地故障
是難以實現(xiàn)的。但對電氣設備絕緣產(chǎn)生的影響。以 產(chǎn)生的故障電壓就會降低很多。
及容易引起諧振過電壓的危害仍然存在。 b．合理設計單相接地保護。提高單相接地保護
對于獨立的變電站。10kV系統(tǒng)與220，380V低 跳閘的靈敏度及可靠性。也是減小單相接地故障危害
壓系統(tǒng)的保護接地分開設置比較容易做到。對于建筑 的一項重要措施。這需要根據(jù)當?shù)毓╇姴块T的要求．
物內部的lO，0．4 kV變電站．10kV系統(tǒng)與220／380V 以及有關電氣設計規(guī)范進行單相接地保護設計。
低壓系統(tǒng)的保護接地分開設置就比較困難。 c．10kV供電系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大．發(fā)生單相
如果10 kV系統(tǒng)的保護接地與220／380V低壓 接地故障后故障電流非常大，必須選擇性跳閘，迅速
系統(tǒng)的接地共用接地，發(fā)生單相接地故障時．整個 將故障切除。為了保證單相接地保護跳閘的可靠性．
220／380V低壓系統(tǒng)的保護接地線電壓就會同時升 有些地區(qū)10 kV供電系統(tǒng)改為電源中性點經(jīng)低電阻接
高。使危害的范圍擴大。特別是同一10 kV系統(tǒng)的 地。發(fā)生單相接地故障后，由接地故障點經(jīng)過大地和
其他單位lO kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，危害就 電源中性點串聯(lián)電阻。與電源形成回路。單相接地故
更大。這點應引起大家的重視。 障電流可以達到數(shù)百安以上，跳閘的可靠性就可以得
到保證。
3 10，0．4 kV變電站接地保護設計與單相
接地故障的關系 5 10／0．4 kV變電站單相接地保護設計
10／0．4 kV變電站的接地設計與10 kV系統(tǒng)供 對于10／0．4 kV變配電站。需要根據(jù)當?shù)毓╇?br/>電可靠性要求，以及繼電保護設計都有較大關系。 部門的要求進行單相接地保護的設計。供電系統(tǒng)上一
《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》(GB 級變電站一般都有單相接地保護。10／0．4 kV變配
50062—92)9．0．3條與《繼電保護和安全自動裝置 電站規(guī)模比較小時?？梢圆辉O計單相接地保護?；蛑?br/>技術規(guī)程》(GB／T 14285—2006)第4．13．3條都規(guī) 設計Y／Y／厶型電壓互感器與接地監(jiān)視裝置，進行
定：單相接地電流為10 A及以上時，保護裝置動作 單相接地報警。
于跳閘；單相接地電流為10 A以下時，保護裝置可 10，0．4 kV變配電站規(guī)模比較大時。除設計
動作于跳閘或信號。 Y，Y，△型電壓互感器與接地監(jiān)視裝置。進行單相
單相接地故障電流小于10 A時，可以只報警不 接地報警外。也可以在電源進線處安裝零序電流互感
選擇性跳閘．在有單相接地故障的情況下繼續(xù)運行一 器。采用具有小電流接地選線功能的變電站綜合自動
定時間。一旦單相接地故障電流或接地電阻發(fā)生變 化電源進線保護裝置，動作于報警。這樣一旦發(fā)生單
化，就容易對人身安全造成危害；而一旦出現(xiàn)過電 相接地故障，就可以檢測出是否為本變電站發(fā)生單相
壓。也會對設備造成更大的危害。 接地故障。出線回路較多時，也可在各路出線處安裝
13
1型Q：!!!蘭里墅墨竺堡絲皇堡塑量堡塑堡塑!!竺! ±苧苧)-l一
二}JV～—ouin．．228009
議低壓配電線路的電能損耗
建—銳l 電乞。
—2E龐1DatEELiLDLPWSLJADG1AItpsoteelitldlotcbsacmostldloeamadtiaprsotsapdrawatloesicbaaKwCbLsEelbcRotps摘的要電關民心電分充正縮等環(huán)本零通線護對kk電不序器《4側電方對相k末1N采進(需地61k到k統(tǒng)關訂l王第22nrsroLnoenooe40口ibhnniuirebnhaefhlonhoiifhiunfhhoiinaihmneefhunisehoflhniuneoiuieloafhu000looii0onVVari eeao．V ．PVVa結 Eenaewon0·soeenyncssipreesewsnevidoewsndtsepdatebdsleceaviayrvincesdep，0(eswse0se要鍵系變厚二Crcsremt8傳nogdw嚴意所用供氣。分確短各保文序過功．于站平電二電三流式于接變端 6用行E要線變人變接設時口cure哩aghitseics-teilr—teecoststlacfilldiletcsip9Tgrugrse—Xcs—t(0sr_utgsgnigurrotvrsldntrsruroitrtttldysldituelONO—Ryeryr束)trC4ig論詞統(tǒng)配余版_9Isygtna，uroiiteevi-istnnaiirsiziorsy．1貴pir重義、建電節(jié)作利選低方，分電小能動低應衡流次力．相互。利地電發(fā)安單)先(電身電地計能C4rvih4essby0·年sCe&csilbnnobasaagtboinenni0l，fa由P一4iiobicR，ttnctugilulenibiuncgdgc述，4編．6Th v語·第王oteheatsintt-dclots．性及配筑半能為用用壓面又析流電的作電按負互側裝1式感用保站生裝相經(jīng)E站與站與規(guī)給—)clunlYi1nuusesgi，gais；eenin4ttaBCci了11變)著北l6reseogogaso來0aiaht0蘇ea：其電線徑是建現(xiàn)供配的節(jié)了互流變于阻供荷感中置、過器高護。單于接過可系電系保范予—期eantenvn5goiy民，．京稿nrihni壓修enn，_lcen陽jc介具室路節(jié)筑有配電積約低感接電報接電電器性的4電以壓的當相變地零直統(tǒng)氣護也解g●hag用O低：回ie．器u)t．■凌n紹體、截能電資電線極設壓器地站警地部流有線繼流及側1低接壓保序接接設接沒決h建壓中ig00低e4B劫筑了措電面設氣源設路因備配，選綜或的門選困采電．保安三／壓地器護電接地備地有。電國Ul壓l低氣電(縮施氣電計設；備的素材電與線合有1要擇難集保1護裝相0側故低。流到與的設明L中02．側D壓裝力I短：豎能中計合的長，料線Y裝自選求零時零護條、于式母障壓此互接保安計確N國／4中配置出G低分井損不工理容度采和路置動擇設序．序和規(guī)安低過干，側時感地護全中的建電Y性的版壓析位耗容作設量；取投的／?；杂嬰娍呻娮远ㄑb壓電線靈中變器母接。，規(guī)線設社筑點配了置負忽者計，努有資電厶或裝地單流以流動．于側流敏性壓再排地在出定路計．設采電在的荷視，中盡力效的能型采置跳相互采的裝單低的保系線器接。．1現(xiàn)，電安2計用00能線民重中的在、量調措目損電用。閘接感用零置相壓三護數(shù)上低到關／了建裝07研絕損和：路用要蕈工低采動施的耗壓具實。地器從序設接側相進達的壓接系0許議究緣．耗檢5對建性要程壓用建，。，互有現(xiàn)保的三電計地中電行不零側地多在—院導4驗節(jié)筑和組設供節(jié)筑達并感小單護變相流規(guī)保性流低到序中母新有9，線．。能中可成計配能師到就器電相。化式濾范護線互壓要電性排問關9北引5、合能部中電產(chǎn)、既變相流接并。電過》可上感側求流線，題規(guī)—京出節(jié)理性，系品業(yè)節(jié)配接地按安流器第利的器單時互保。范1市后0材設。應統(tǒng)；主能合地保最裝互方用零三，感護相修4．，的置；、，選大零感案高序種應器接重變。壓

該篇文章發(fā)表于2009年6月的《建筑電氣》期刊中，主要針對10/0.4kV（即高壓10千伏至低壓0.4千伏）變電站系統(tǒng)的接地與保護接地進行了深入的理論與實踐探討。變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其接地設計與保護接地措施對電力設備安全、電網(wǎng)穩(wěn)定以及人身安全具有至關重要的影響。 在文章內容中，作者可能詳細闡述了以下幾個方面： 1. 變電站系統(tǒng)接地的基本原理：介紹電力系統(tǒng)中不同電壓等級的設備對地電位的要求，包括工作接地、保護接地和防雷接地等各類接地方式的作用及功能。 2. 10/0.4kV變電站系統(tǒng)中的具體應用：討論了高壓側10kV設備與中性點接地方式的選擇，如直接接地、經(jīng)小電阻接地或不接地系統(tǒng)等；同時分析了低壓側0.4kV設備的保護接地要求，如PE線的設計、重復接地設置及其目的。 3. 接地裝置的設計與施工技術：涵蓋了接地體材料選擇、埋設深度、跨接線連接等方面的技術要點，并可能結合實例分析了實際工程中的成功案例與存在問題。 4. 保護接地系統(tǒng)的重要性與有效性檢測：講解了過電流保護、零序保護、剩余電流動作保護等保護裝置在變電站接地系統(tǒng)中的作用，以及定期進行接地電阻測試、絕緣監(jiān)測等相關維護工作的必要性。 綜上所述，這篇文章為讀者提供了對于10/0.4kV變電站系統(tǒng)接地與保護接地方面的全面而深入的理解，具有較高的實用性和參考價值。