1、1高载能负荷变电站变压器中性点接地方式的改造及实施摘要：本文主要研究将变电站中性点经消弧线圈接地方式改造为小电阻接地方式，并设置零序电流保护后，再发生单相接地故障后，零序保护可以迅速有效切除故障，避免事故的扩大和设备的损坏。 关键词：变压器；中性点；接地方式；改造 中图分类号：U226.7 文献标识码：A 引言 近年来，随着乌兰察布地区高载能工业的不断发展以及电网建设的不断加强，35kV 配电网得到了快速的发展，电缆线路得到大量应用，也给原来以架空线为主的配电网带来了新的课题。其中一个重要的问题就是系统电容电流大幅增加，电容电流超出消弧线圈的补偿容量，使得系统存在严重的安全隐患。以乌兰察布电业
2、局 220kV 新城湾变电站为例，其主要接带电石、硅铁等高载能负荷，使用电力电缆线路向用户供电，四台主变压器所带 35 kV 系统各自独立，中性点经消弧线圈装置接地。在 20042011 年由线路及用户侧故障引起的变电站 35 kV 系统过电压导致电缆头爆炸、电流互感器击穿事故共十四起，事故处理及恢复时间长，严重影响了电网安全稳定运行。 二、故障原因分析 由于 35 kV 系统中性点经消弧线圈接地，发生单相接地故障时，多2数为电缆的永久性故障，保护不能自动切除故障，只能靠人工拉路寻找接地线路，过程较长。在拉路查找故障过程中，由于过电压较高，经常造成绝缘薄弱的设备损坏，使单相接地故障发展为相间或
3、多点接地故障，导致变电站设备击穿，引起停电事故。目前变电站 35 kV 系统多数采用中性点经消弧线圈接地的方式，单相接地电容电流较大时，无法起到限制接地电流、抑制过电压的作用。因此，科学合理地选择配电系统的接地方式非常重要。 三、不同接地方式的比较 配电网中性点直接接地是指系统中全部或部分变压器的中性点没有人为阻抗加入而直接与大地（地网）充分连接，目前 110kV 及以上系统全部是这种接地方式。 配电网中性点不接地是指中性点没有人为与大地连接。事实上，这样的配电网是通过电网对地电容接地 。在发生单相瞬时性接地故障条件下，通过接地电弧自熄来消除故障，保证供电的连续性。其主要适用于架空线路为主、单
4、相接地电容电流 IC010A 的配电网. 配电网中性点谐振接地是指中性点经消弧线圈接地系统，指系统的中性点经过一个或多个消弧线圈与地网进行连接，当发生单相接地故障的时候，消弧线圈的稳态工频感性电流对电网稳态工频容性电流调谐，故称谐振接地，目的是使得接地故障残流小，接地故障就可能自清除。 其主要适用于单相接地电容电流 IC010A 的配电网. 配电网中性点电阻接地是指系统中全部或部分变压器的中性点经过一个电阻器与大地（地网）连接，起目的是限制接地故障电流。核心在3于利用电阻的耗能和阻尼作用，降低系统的弧光接地、谐振及操作过电压水平，同时人为在故障点增加一个零序电流来迅速准确发现故障线路。通过以上
5、分析比较可以看出，不同接地方式各自有自己的优缺点，所以我们不能说哪种好哪种坏，本身配电网中性点接地方式的选择是具有很强综合性的技术经济问题，在学术界存在很大的争议，电网的接地方式应结合电网具体条件，通过技术、经济条件比较确定。 四、中性点接地方式及接地电阻的选择 （一）35 kV 系统中性点接地方式的选择 新城湾变电站四台主变 35 kV 系统实测电容电流均在 40-50 A 之间，且该配电网构成以长距离电缆线路为主。按照规程要求，并根据目前国内外采用的中性点接地方式分析，新城湾变电站主变 35 kV 系统适合选用小电阻接地方式。电阻值一般为几十欧姆可将故障电流限制在一定值(几百安)。当系统发
6、生单相接地故障时，可降低单相接地工频过电压，继电保护配合也较容易，可用开关迅速切除故障线路。 （二）中性点电阻值的选择 配电网中性点经小电阻接地运行，电阻值的选取非常关键。从零序保护动作的灵敏性、可靠性以及降低弧光过电压幅值的效果方面考虑，电阻值越小，接地故障电流越大越好；但从保护人身安全、降低通信干扰、满足配电设备动热稳定方面考虑，电阻值越大、接地故障电流越小越好。因此，选择中性点电阻值主要考虑 2 个原则，控制单相接地电流的大小以及限制过电压的幅值。从满足控制单相接地电流和限制弧光接4地过电压的要求考虑，选择控制中性点电阻电流为 600 A中性点电阻值为 33（25）是合理的。 五、中性点
7、经电阻接地后的保护配置 中性点经电阻接地后，单相接地故障电流增大，并有零序电流产生，这对接地故障选线及提高继电保护的选择性、可靠性提供了有利条件。改造后的系统中所有 35kV 线路保护（包括电容器、所用电保护）以及主变低压侧保护全部加装二段二时限零序保护。当系统中某条线路发生接地后，当产生的零序电流达到保护定值后，线路保护装置启动，跳开相应的断路器，当该线路发生拒动后，则主变低压侧零序保护启动，跳开主变低压侧断路器。 六、实施后效果 将新城湾变电站主变 35 kV 侧中性点经消弧线圈接地改造为经电阻接地方式电阻器电阻值选择为 33单相接地时通过电阻器的电流为600 A；发生单相接地故障后，保护
8、自动断开接地线路。改造后，小电阻接地装置于 2011 投入运行至今，新城湾变电站 35 kV 系统电缆线路共发生单相接地故障 23 次，保护全部有选择地正确切除故障线路。未造成变电站任何设备损坏，有效地限制了弧光接地过电压幅值和谐振过电压的发生。证明了中性点经小电阻接地方式的改造效果良好，而且为接地电缆的故障寻找、事故处理、系统恢复运行创造了良好的条件。 参考文献： 弋东方关于 6-10kV 电网中性点接地方式的讨论J电网技术，1998，22(4)：27-30 5万善良上海市区配电网中性点接地方式的技术分析J上海电力，2006，17(1)：46-53 作者简介：郭坚， （1980-） ，男，内蒙古人，在读硕士，内蒙古乌兰察布电业局，助理工程师。
