10/0.4kV变电站系统接地与保护接地的探讨-建筑电气2009.6

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20n9年第6期i ELECTRIC!TY
kV变电站系统接地与保护接地的探讨
10／0．4
黄剑勇(河北省石家庄炼化分公司，石家庄市050032)
李英武(中国航空工业规划设计研究院，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系统发生单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 为了提高供电的可靠性。我国10 kV供电系统目
electric shock accident are pointed out．A few measures 前还采用电源中性点不接地的运行方式。由于供电电
to reduce the hazards caused by single-phase 源中性点不接地。正常运行时三相对地电容电流基本
grounding fault occurred inthe 10／0．4 kV substation are
平衡，三相对地电压为相电压。发生单相接地故障
introduced．
时，接地相对地电压等于零，未接地两相对地电压升
Key words Substation System grounding
高为线电压，接地故障电流等于未接地两相对地电容
Protective grounding Single-phase grounding fault
电流的向量和。
Equipotential bonding
10／O．4 kV变电站变压器与高压开关柜等电气
摘 要 分析10，0．4 kV变电站单相接地故障 设备外露导电部分都需要进行保护接地。接地故障电
引发的危害．指出单相接地故障容易造成设备绝缘 容电流从故障点经大地由线路流向电源时，会使保护
损坏与电击事故的发生．介绍减小lO／0．4 kV变电 接地线上的对地电压升高。
站单相接地故障所引发危害的几点措施。 由于lO kV供电系统电源中性点不接地，发生
关键词 变电站 系统接地保护接地单相接 单相接地故障时．系统的接地故障电容电流都要经
地故障等电位联结 过接地故障点流向电源。10，0．4 kV变电站接地电
阻规定为4 n。如果单相接地故障电容电流等于
10，O．4 kV变电站的接地分为电源中性点接地 lO A，保护接地线上的对地电压就升高到40 V；如
与电气设备外露导电部分接地。前者称为系统接地 果单相接地故障电流大于10 A。保护接地线上的对
或功能性接地，后者称为保护接地。 地电压就会升高．若超过安全电压将会威胁到人身
系统接地给配电系统提供了一个参考电位； 安全。由于发生单相接地故障时，未接地两相对地
降低了系统对地绝缘的要求；在高压线路发生接 电压等于线电压。升高了、／3倍，时间过长就会对
地故障时。可构成高压线路故障电流通过大地返回 电气设备的绝缘产生影响．接地故障电容电流增大
高压电源的通路，使高压侧继电保护可靠动作， 还容易引起谐振过电压，造成更大的危害。
将故障切除。
2 10／0．4 kV变电站接地方式与单相接地
当低压配电线路发生接地故障时。保护接地为
故障的关系
故障电流返回电源提供了通路．降低了电气装置的
外露导电部分在故障时的对地电压或接触电压，同 10，O．4 kV变电站有10 kV系统与220，380V
时故障电流还能使低压配电线路上的保护电器动作， 低压系统。目前我国10 kV系统为不接地系统，所以
及时切断电源。 10kV侧只有变压器与高压开关柜等电气设备外露导
●—●J—un．2009 V～oL
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28 NO．6
一、●电部分的保护接地。10，O．4 kV变电站的220，380V 单相接地故障电流大于10 A时动作于跳闸，
侧，接地则包括系统接地与保护接地。 对人身与设备安全造成的危害就可以减小。因此
10 kV系统的保护接地与220／380V低压系统的 10／0．4 kV变电站的接地与继电保护设计方案应
保护接地，是分开接地还是共用接地．目前设计 合理有效。
规范还没有明确的规定。10 kV系统的保护接地与
4减小10／0．4 kV变电站单相接故障危害
220／380V低压系统的保护接地若分开单独设置，
的几点措施。
lO kV系统发生单相接地故障时．只有变压器与高压
开关柜等高压电气设备的保护接地线电压会升高． a．合理减小10／0．4 kV变电站电源中性点的
220／380V低压系统的保护接地线上电压不会发生变 接地电阻．可以在一定程度上减小单相接地故障造成
化。10 kV系统发生单相接地故障造成的人身安全危 的危害。对于设置在建筑物内部的10／0．4 kV变电
害就可限制在变电站内部的小范围内．不会对变电 站，10 kV系统与220，380V低压系统共用接地，接
站以外造成危害。这在建筑物稠密的大城市里往往 地电阻可以很容易达到lQ，此时发生单相接地故障
是难以实现的。但对电气设备绝缘产生的影响。以 产生的故障电压就会降低很多。
及容易引起谐振过电压的危害仍然存在。 b．合理设计单相接地保护。提高单相接地保护
对于独立的变电站。10kV系统与220，380V低 跳闸的灵敏度及可靠性。也是减小单相接地故障危害
压系统的保护接地分开设置比较容易做到。对于建筑 的一项重要措施。这需要根据当地供电部门的要求．
物内部的lO，0．4 kV变电站．10kV系统与220／380V 以及有关电气设计规范进行单相接地保护设计。
低压系统的保护接地分开设置就比较困难。 c．10kV供电系统的规模不断扩大．发生单相
如果10 kV系统的保护接地与220／380V低压 接地故障后故障电流非常大，必须选择性跳闸，迅速
系统的接地共用接地，发生单相接地故障时．整个 将故障切除。为了保证单相接地保护跳闸的可靠性．
220／380V低压系统的保护接地线电压就会同时升 有些地区10 kV供电系统改为电源中性点经低电阻接
高。使危害的范围扩大。特别是同一10 kV系统的 地。发生单相接地故障后，由接地故障点经过大地和
其他单位lO kV系统发生单相接地故障时，危害就 电源中性点串联电阻。与电源形成回路。单相接地故
更大。这点应引起大家的重视。 障电流可以达到数百安以上，跳闸的可靠性就可以得
到保证。
3 10，0．4 kV变电站接地保护设计与单相
接地故障的关系 5 10／0．4 kV变电站单相接地保护设计
10／0．4 kV变电站的接地设计与10 kV系统供 对于10／0．4 kV变配电站。需要根据当地供电
电可靠性要求，以及继电保护设计都有较大关系。 部门的要求进行单相接地保护的设计。供电系统上一
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB 级变电站一般都有单相接地保护。10／0．4 kV变配
50062—92)9．0．3条与《继电保护和安全自动装置 电站规模比较小时。可以不设计单相接地保护。或只
技术规程》(GB／T 14285—2006)第4．13．3条都规 设计Y／Y／厶型电压互感器与接地监视装置，进行
定：单相接地电流为10 A及以上时，保护装置动作 单相接地报警。
于跳闸；单相接地电流为10 A以下时，保护装置可 10，0．4 kV变配电站规模比较大时。除设计
动作于跳闸或信号。 Y，Y，△型电压互感器与接地监视装置。进行单相
单相接地故障电流小于10 A时，可以只报警不 接地报警外。也可以在电源进线处安装零序电流互感
选择性跳闸．在有单相接地故障的情况下继续运行一 器。采用具有小电流接地选线功能的变电站综合自动
定时间。一旦单相接地故障电流或接地电阻发生变 化电源进线保护装置，动作于报警。这样一旦发生单
化，就容易对人身安全造成危害；而一旦出现过电 相接地故障，就可以检测出是否为本变电站发生单相
压。也会对设备造成更大的危害。 接地故障。出线回路较多时，也可在各路出线处安装
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议低压配电线路的电能损耗
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该篇文章发表于2009年6月的《建筑电气》期刊中，主要针对10/0.4kV（即高压10千伏至低压0.4千伏）变电站系统的接地与保护接地进行了深入的理论与实践探讨。变电站作为电力系统的重要组成部分，其接地设计与保护接地措施对电力设备安全、电网稳定以及人身安全具有至关重要的影响。 在文章内容中，作者可能详细阐述了以下几个方面： 1. 变电站系统接地的基本原理：介绍电力系统中不同电压等级的设备对地电位的要求，包括工作接地、保护接地和防雷接地等各类接地方式的作用及功能。 2. 10/0.4kV变电站系统中的具体应用：讨论了高压侧10kV设备与中性点接地方式的选择，如直接接地、经小电阻接地或不接地系统等；同时分析了低压侧0.4kV设备的保护接地要求，如PE线的设计、重复接地设置及其目的。 3. 接地装置的设计与施工技术：涵盖了接地体材料选择、埋设深度、跨接线连接等方面的技术要点，并可能结合实例分析了实际工程中的成功案例与存在问题。 4. 保护接地系统的重要性与有效性检测：讲解了过电流保护、零序保护、剩余电流动作保护等保护装置在变电站接地系统中的作用，以及定期进行接地电阻测试、绝缘监测等相关维护工作的必要性。 综上所述，这篇文章为读者提供了对于10/0.4kV变电站系统接地与保护接地方面的全面而深入的理解，具有较高的实用性和参考价值。