電網(wǎng)主變中性點(diǎn)接地方式調(diào)整技術(shù)應(yīng)用

趙冀峰　石雷　郭素梅

摘要：電網(wǎng)主變中性點(diǎn)接地方式的選擇和調(diào)整是電網(wǎng)運(yùn)行的核心技術(shù)之一，直接影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。同一短路故障發(fā)生在大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)會(huì)造成不同的系統(tǒng)參數(shù)變化和事故影響。在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行方式調(diào)整中，尤其要注意調(diào)整主變中性點(diǎn)的接地方式，這項(xiàng)技術(shù)要求對(duì)于避免發(fā)生電網(wǎng)事件有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)運(yùn)行；主變中性點(diǎn)；接地方式；調(diào)整技術(shù)；電力系統(tǒng)；電力故障 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM727 文章編號(hào)：1009-2374（2015）27-0067-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.035

電網(wǎng)中主變中性點(diǎn)接地方式的選擇和調(diào)整是電網(wǎng)運(yùn)行的核心技術(shù)之一，直接影響著電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。電力系統(tǒng)中主變中性點(diǎn)有兩種運(yùn)行方式：一種是中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，也稱(chēng)大電流接地系統(tǒng)或有效接地系統(tǒng)；另一種是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行，也稱(chēng)小電流接地系統(tǒng)或非有效接地系統(tǒng)。

大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)把電力系統(tǒng)分為兩個(gè)既緊密聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。一般用X0∑/X1∑的比值來(lái)反映系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式，X0∑指系統(tǒng)零序綜合阻抗，X1∑指系統(tǒng)正序綜合阻抗。X0∑影響單相接地短路電流，X1∑影響三相短路電流。X0∑/X1∑≤4～5為大電流接地系統(tǒng)，X0∑/X1∑>4～5為小電流接地系統(tǒng)。

1 主變中性點(diǎn)不同接地方式下的事故影響

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路故障時(shí)，同一短路故障發(fā)生在大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)會(huì)造成不同的系統(tǒng)參數(shù)變化和事故影響。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，在零序電壓的作用下，零序電流沿線路、接地點(diǎn)、大地、主變中性點(diǎn)形成零序回路通路。主變中性點(diǎn)的接地?cái)?shù)量和位置直接影響零序電流的大小和分布。為了控制零序電流的大小和在系統(tǒng)中的分布，使零序保護(hù)能適應(yīng)系統(tǒng)方式變化正確動(dòng)作，主變和線路的零序保護(hù)要求各接地點(diǎn)分布合理、接地阻抗變化盡可能小，接地的位置和多少應(yīng)相對(duì)固定。大電流接地系統(tǒng)中主變中性點(diǎn)采用部分接地運(yùn)行（而不是全部接地），接地的數(shù)量和位置相對(duì)固定。大電流接地系統(tǒng)的線路發(fā)生單相接地短路時(shí)構(gòu)成了短路回路，反映單相接地故障的零序保護(hù)動(dòng)作，線路開(kāi)關(guān)的故障相跳閘或三相跳閘，靠裝設(shè)重合閘盡快恢復(fù)供電。如果是永久性故障，則重合閘動(dòng)作、重合不成功，開(kāi)關(guān)跳閘，中斷供電，所以大電流接地系統(tǒng)的供電可靠性低。

小電流接地系統(tǒng)的線路發(fā)生單相接地短路時(shí)，不構(gòu)成短路回路，由于三相線電壓保持對(duì)稱(chēng)且大小不變，所以線路開(kāi)關(guān)不會(huì)跳閘，對(duì)用戶(hù)設(shè)備無(wú)影響，能在一定時(shí)間內(nèi)繼續(xù)運(yùn)行（最長(zhǎng)不超過(guò)1小時(shí)），不會(huì)中斷供電，所以小電流接地系統(tǒng)的供電可靠性高。

電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式直接影響著電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，決定著電力系統(tǒng)的特性。考慮電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性原因，我國(guó)110kV及以上系統(tǒng)設(shè)備的絕緣水平按相應(yīng)電壓等級(jí)的相電壓設(shè)計(jì)，66kV及以下系統(tǒng)的設(shè)備的絕緣水平按相應(yīng)電壓等級(jí)的線電壓設(shè)計(jì)。著重考慮到110kV及以上電壓等級(jí)的設(shè)備降低絕緣水平帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)性，該系統(tǒng)一般采用中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行（即大電流接地系統(tǒng)）。著重考慮到66kV及以下電壓等級(jí)的設(shè)備供電可靠性，該系統(tǒng)的設(shè)備一般采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（即小電流接地系統(tǒng)）。

2 電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中主變中性點(diǎn)調(diào)整技術(shù)的應(yīng)用

在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，常常由于計(jì)劃?rùn)z修、負(fù)荷變化、設(shè)備故障等原因調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式。由于主變中性點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)有重要影響，所以在進(jìn)行運(yùn)行方式調(diào)整時(shí)，需要特別注意調(diào)整主變中性點(diǎn)接地方式。

2.1 主變中性點(diǎn)調(diào)整實(shí)際案例分析

以河北曲周220kV變電站為例來(lái)分析主變中性點(diǎn)調(diào)整技術(shù)。

2.1.1 曲周站正常運(yùn)行方式。河北曲周220kV變電站一次系統(tǒng)接線圖見(jiàn)圖1。

曲周站1號(hào)主變型號(hào)為SFPS8-120000/220，容量為120MVA，調(diào)壓方式為無(wú)載調(diào)壓變壓器；2號(hào)主變型號(hào)為SSZ-180000/220，容量為180MVA，調(diào)壓方式為有載調(diào)壓變壓器。

正常運(yùn)行方式為：281、282分別供220kV 1號(hào)、2號(hào)母線，母聯(lián)201開(kāi)關(guān)合。1號(hào)、2號(hào)主變高壓側(cè)并列運(yùn)行，1號(hào)主變高壓側(cè)中性點(diǎn)不接地、中壓側(cè)中性點(diǎn)接地運(yùn)行；2號(hào)主變高、中壓側(cè)中性點(diǎn)均接地運(yùn)行。111供110kV 1號(hào)母線運(yùn)行帶181、183運(yùn)行，112供110kV 2號(hào)母線帶182、184運(yùn)行，110kV、35kV均分列運(yùn)行，母聯(lián)101開(kāi)關(guān)、301開(kāi)關(guān)分，101備自投裝置、301備自投裝置投運(yùn)。

因1號(hào)主變?nèi)萘颗c2號(hào)主變不一致，所以110kV側(cè)分列運(yùn)行，母聯(lián)101開(kāi)關(guān)分，101備自投裝置投運(yùn)。此時(shí)注意1號(hào)主變中壓側(cè)中性點(diǎn)需接地，目的是增加接地點(diǎn)后，減少110kV 1號(hào)母線系統(tǒng)零序綜合阻抗，提高系統(tǒng)單相接地短路時(shí)的零序電流，改變零序電流分布，提高1號(hào)主變及110kV線路的零序保護(hù)的靈敏度，保證1號(hào)主變和110kV線路的零序保護(hù)正常動(dòng)作。

2.1.2 曲周站一臺(tái)主變檢修時(shí)中性點(diǎn)調(diào)整技術(shù)要求。當(dāng)1號(hào)主變檢修時(shí)，101備自投裝置、301備自投裝置停運(yùn)，101開(kāi)關(guān)、301開(kāi)關(guān)合，此時(shí)為了保護(hù)1號(hào)主變中性點(diǎn)絕緣不受過(guò)電壓損壞，應(yīng)將1號(hào)主變高壓側(cè)中性點(diǎn)接地后，再將1號(hào)主變由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修，1號(hào)主變中壓側(cè)已與系統(tǒng)脫離，保持接地。110kV 1號(hào)、2號(hào)母線成為一個(gè)系統(tǒng)，由2號(hào)主變提供中性點(diǎn)接地點(diǎn)。

當(dāng)2號(hào)主變檢修時(shí)，為保證曲周站中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量，保證該站在系統(tǒng)中零序綜合阻抗基本不變，需先將1號(hào)主變高壓側(cè)中性點(diǎn)接地，再將101備自投裝置、301備自投裝置停運(yùn)，101開(kāi)關(guān)、301開(kāi)關(guān)合，將2號(hào)主變由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修，2號(hào)主變高、中壓側(cè)已與系統(tǒng)脫離，保持接地。

2.1.3 曲周站1號(hào)主變更換后的正常運(yùn)行方式。2014年某日，曲周站1號(hào)主變更換為SSZ-180000/220型號(hào)的主變，可與2號(hào)主變并列運(yùn)行。為了提高供電可靠性，曲周站1號(hào)、2號(hào)主變中壓側(cè)改為并列運(yùn)行。

此時(shí)曲周站新的正常運(yùn)行方式為：2號(hào)主變的高壓側(cè)、中壓側(cè)均接地運(yùn)行，母聯(lián)101開(kāi)關(guān)合，101備自投裝置停運(yùn)。1號(hào)主變高壓側(cè)、中壓側(cè)均不接地運(yùn)行。其他設(shè)備運(yùn)行方式保持不變。

此時(shí)應(yīng)注意，1號(hào)主變中壓側(cè)中性點(diǎn)由接地改為不接地運(yùn)行，兩主變中壓側(cè)并列運(yùn)行后，110kV 1號(hào)母線系統(tǒng)的接地點(diǎn)由2號(hào)主變提高，1號(hào)主變中壓側(cè)中性點(diǎn)接地點(diǎn)無(wú)需再接地。

2.2 主變中性點(diǎn)的調(diào)整技術(shù)要求匯總

在進(jìn)行運(yùn)行方式調(diào)整時(shí)，應(yīng)盡量保持變電站的零序綜合阻抗X0∑基本不變。遇到因主變檢修等原因使變電站的X0∑有較大變化的特殊運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)程或?qū)嶋H情況調(diào)整主變接地方式，具體情況詳見(jiàn)表1：

3 結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)中主變中性點(diǎn)是否接地對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行十分重要，它決定了電力系統(tǒng)的特性。主變中性點(diǎn)接地方式應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)中設(shè)備的絕緣水平、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等運(yùn)行要求來(lái)確定其接地點(diǎn)的數(shù)量和位置。大電流接地系統(tǒng)中主變中性點(diǎn)采用部分接地運(yùn)行，接地的數(shù)量和位置相對(duì)固定。

在進(jìn)行運(yùn)行方式調(diào)整時(shí)，應(yīng)注意盡量保持變電站的零序綜合阻抗基本不變。遇到因主變檢修等原因使變電站的零序綜合阻抗有較大變化的特殊運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)程或?qū)嶋H情況按特殊方式處理。調(diào)整好主變中性點(diǎn)接地方式，對(duì)于避免發(fā)生電網(wǎng)事件有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家電力調(diào)度通信中心.電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行實(shí)用技術(shù)問(wèn)答（第二版）[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

[2] 尹克寧.電力工程[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

作者簡(jiǎn)介：趙冀峰（1982-），男，河北邯鄲人，國(guó)網(wǎng)河北省電力公司邯鄲供電分公司工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行技術(shù)；石雷（1986-），男，河北邯鄲人，國(guó)網(wǎng)河北省電力公司邯鄲磁縣供電公司助理工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行技術(shù)；郭素梅（1973-），女，河北邯鄲人，國(guó)網(wǎng)河北省電力公司邯鄲供電分公司副高級(jí)工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行技術(shù)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）