關于變電站互感器二次回路一點接地的探討

韋尉

摘 要：經濟發展電力先行。為給電力建設提供可靠的指導性意見，國家電網公司編制了全面的電力行業規程規范，涵蓋設計、制造、施工、驗收、運行等各專業和工種，以確保電網的設備安全及運行人員的安全，將電網安全列為運行要則的第一位。在對規程規范的實際應用中，部分專業人員從自己的工種出發，提出規程要求的不合理性。本文對筆者在工作中曾遇到的“互感器二次回路一點接地”問題，從設計角度進行分析論述，并且提出優化建議。

關鍵詞：變電站；互感器；一點接地

在現代化生活中，電力已經深入人們生活中的每個角落。生活離不開電，電網安全也更需要大家來維護。其中，電網安全包括人身安全和設備安全，在電力設計、施工及運維工作中，各相關人員必須遵守相關規程規定來防止發生人身或設備事故，保障電網安全。

為貫徹落實“安全第一、預防為主”工作方針，國網公司于2005年制定并實施了《國家電網公司十八項電網重大反事故措施（試行）》，又于2012年進行了修訂。其對與電網相關的制造、設計、安裝、調試、生產等各單位的安全工作提出了指導性意見。

《國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）》對變電站設計中不同部門的分歧點做了統一的規定，筆者在設計中曾遇到電壓互感器二次回路中性點接地的相關問題，最后以《國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）》的條文作為設計依據。

1 規程規范要求

《國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）》（國家電網生〔2012〕352號）第15.7.5條這樣規定：

重視繼電保護二次回路的接地問題，并定期檢查這些接地點的可靠性和有效性。繼電保護二次回路接地，應滿足以下要求：

15.7.5.1

公用電壓互感器的二次回路只允許在控制室內有一點接地，為保證接地可靠，各電壓互感器的中性線不得接有可能斷開的開關或熔斷器等。已在控制室一點接地的電壓互感器二次線圈，宜在開關場將二次線圈中性點經放電間隙或氧化鋅閥片接地，其擊穿電壓峰值應大于30·Imax伏（Imax為電網接地故障時通過變電站的可能最大接地電流有效值，單位為kA）。應定期檢查放電間隙或氧化鋅閥片，防止造成電壓二次回路多點接地的現象。

15.7.5.2

公用電流互感器二次繞組二次回路只允許且必須在相關保護柜屏內一點接地。獨立的、與其他電壓互感器和電流互感器的二次回路沒有電氣聯系的二次回路應在開關場一點接地。

筆者與運維人員的爭論點在于母線電壓互感器是否“一點接地”，本文結合筆者經驗和理解，對該做法進行分析和探討。

2 常見做法

在變電站中，與其他互感器存在電氣聯系的互感器稱為公用互感器，常見的即各母線電壓互感器，其采用一點接地方式。通常的做法有兩種：一是全站電壓互感器一點接地；二是按不同電壓等級分別一點接地。

全站公用電壓互感器一點接地，顧名思義，全站所有電壓等級的母線電壓互感器中性點都引至一共同點，再將該共同點通過導線直接接地。

按不同電壓等級分別一點接地，即站內相同電壓等級的母線電壓互感器引至共同的點，再經導線接地；站內有多少個電壓等級，就有多少個接地點。例如，某110kV變電站，電壓等級為110/35/10kV 3種，則站內的公用電壓互感器接地點也有三點。其中，110kV接地點一般在二次設備室，35kV接地點在35kV配電室，10kV接地點在10kV配電室。

無論是全站一點接地，還是按電壓分別一點接地，目的都是讓有電氣聯系的互感器引至同一接地點，從而得到相同的對地參考點。

各線路電壓互感器因僅供本間隔二次回路采樣，不與其他互感器有電氣聯系，故稱為獨立互感器，本文暫不討論。

3 一點接地的優點

公共電壓互感器二次回路一點接地最重要的作用，就是使各關聯互感器有相同的參考地電壓，這對繼電保護采樣的準確性有非常大的影響。

假設某變電站110kV有I、II兩段母線，且母線電壓互感器二次中性點分別在各自的端子箱處接地，當兩組互感器經過電壓并列裝置短暫并列運行時，并列后的電壓回路則有兩個接地點，見附圖1。

在理想狀態下，I、II兩段互感器接地點電位均為0，若在并列期間避雷器遭受雷擊向大地放電，假設雷擊致使II段互感器接地點電位升高，那么II段互感器接地點相對I段接地點即產生壓降。此時I、II兩個接地點之間形成回路電流，該壓降和電流勢必對電壓互感器二次回路產生擾動。當保護裝置電壓采樣所受擾動達到保護整定值時，裝置的過壓保護動作，即保護誤動。

若I、II兩段互感器中性點采用一點接地，則不存在兩個接地點情況下的壓降，保護采樣不受大地電位變化影響，即不會產生保護誤動的問題。

電網安全運行要求繼電保護動作的可靠性和準確性，不拒動、不誤動。因此，從設備運行的角度考慮，公用互感器一點接地的做法是必要的。

4 存在的不足

公用互感器一點接地，對設備運行中防止保護誤動無疑是有利的，但是對于進行檢修和改造工程時又有可能因疏忽大意而成為安全隱患。

我們都知道，考慮到人身安全和設備安全，電壓互感器二次側必須設置接地點。如此一來，當互感器絕緣破壞，一次側電壓竄到二次側時，人員和設備不致受到高壓電擊。

在電力工程中，公用互感器接地點通常設置在某一面屏柜內，當該屏柜進行檢修，特別是改造需要拆除的時候，該屏柜接地點隨之拆除，這時就需要在其他地方設置可靠接地點。從檢修改造人員的角度來看，由于在前期建設時沒有同期參與，部分老站對接地點標識不明顯或不標識，當拆除接地點后沒有補充設置另外的接地點，致使電壓互感器二次回路不接地，這會威脅到工作人員的人身安全。為保證工作人員的人身安全，他們提出分別在每組互感器的端子箱就地設置接地點，既獨立又明顯，不會產生誤拆除的安全隱患。

關于一點接地還是多點接地的分歧由此產生。不過，對于常規變電站，公用互感器之間因為有電氣聯系，為保障繼電保護正常運行，必須采用一點接地。而對于運行檢修時可能產生的誤拆接地線的情況，只能依靠工作人員的專業和嚴謹，對前期工程情況詳細了解后，人為地做好安全措施。

5 解決方法

那么，有沒有辦法可以同時解決多點接地的壓降問題和維護改造時確保接地點不致斷開的問題呢？答案當然是肯定的。

國家電網在新技術、新設備的應用上，早在多年前就開始推行智能化變電站建設，將電氣二次回路由常規站的電氣聯系改進為數字通信傳輸，二次設備間的連接由電纜改為光纜。由于沒有了電氣的直接聯系，各電壓互感器的接地點即可分別在就地接地，這樣常規站的兩個問題可得到同時解決。智能站電壓互感器接線圖，見附圖2。

6 結論

自國家電網公司提出智能變電站以來，由部分試點工程到全面推廣，技術上已經成熟可靠。而電力系統外的運維人員對智能變電站的了解不夠深入，所以目前智能站僅停留在各電力公司的應用推廣，而大量的系統外用戶項目仍建設常規變電站。

智能變電站以信息技術為基礎，在電氣二次回路中采用光纜通信，摒除了常規站的大量控制電纜，其優點包括簡化二次接線、便于升級擴展、避免采用控制電纜受到電磁干擾，對于系統外運行人員來說，最重要的是易于運行維護。比常規變電站的優勢較為明顯。

本文通過對電壓互感器二次接地的分析，得出的結論符合《國家電網十八項電網重大反事故措施（修訂版）》要求，即“有電氣聯系的公用互感器應采用一點接地”。文中進而論述智能變電站的相關特點，其技術優勢值得推廣。

參考文獻

[1]卓樂友，董柏林.電力工程電氣設計手冊2（電氣二次部分）[M].北京：中國電力出版社，2010：74-76.