變電站可控電阻接地系統原理及其投運工作

阮志杰

摘 要：配電站中性點的接地方式有兩種，一種是中性點經消弧線圈接地，另外一種是中性點經小電阻接地。兩種方式各有優缺點而且也只適用于一定的條件，可控電阻接地系統綜合了這兩種接地方式的優點，文章淺析可控接地系統的工作原理，并且對其投運工作進行一定的闡釋。

關鍵詞：可控電阻消弧線圈；小電阻；接地變

中圖分類號：TM862 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）35-0073-02

Abstract： There are two ways to ground the neutral point of distribution station， one is that the neutral point is grounded by arc-suppression coil， and the other is that the neutral point is grounded by small resistance. The two methods have their own advantages and disadvantages and are only suitable for certain conditions. The controllable resistance grounding system synthesizes the advantages of the two grounding modes. This paper analyzes the working principle of the controllable grounding system， and explains the operation of the controllable grounding system.

Keywords： controllable resistance arc-suppression coil； small resistance； grounding transformer

1 概述

電力系統供電可靠性的一項重大決策就是配電網中性點接地方式的選擇，配網中性點接地方式有兩種，一種是中性點經消弧線圈接地，另外一種是中性點經小電阻接地。中性點經消弧線圈接地可以有效減少故障電流同時還能減少線路跳閘的次數，但是整個配電網需承受較長時間工頻過電壓，要求設備的絕緣水平高，與此同時，線路保持長時間的單相接地故障也存在人身安全風險。中性點經小電阻接地對設備的絕緣水平要求會低一些，同時也能避免長時間工頻過電壓在配電系統的存在，但是當系統發生單相接地故障時故障點的接地電流很大，容量越大的配網系統越明顯。

綜上所述的兩種中性點接地方式各有利弊，每一種方式只適用于一定的條件。可控電阻接地系統綜合了上述兩種接地方式的優點，采用大功率的可控電阻技術和可控消弧線圈技術，通過配置智能的控制器，能夠實時追蹤配電網并準確感知線路單相接地故障，能夠對瞬時性單相接地故障電流進行補償進而消除故障，能夠對非瞬時性單相接地故障通過線路跳閘來隔離。該系統針對瞬時接地故障和非瞬時接地故障有不同的處理方式，不僅供電可靠性得到了提高而且人身風險能夠有效降低。

2 可控電阻接地系統工作原理

2.1 可控電阻接地系統工作原理

可控電阻接地系統通過智能控制器能夠綜合使用消弧線圈和小電阻，切換靈活。針對不同階段的接地故障，不僅能夠對瞬時接地故障使用消弧線圈來吸收電容電流，而且能夠對非瞬時故障使用小電阻接地技術快速隔離故障，同時這系統還配置了可以對最多40條線路實現零序電流保護告警或者跳閘。該系統實現了配電網接地故障一體化的解決方案，系統的供電可靠性得到了提高。

2.2 可控電阻接地系統工作流程

如圖1所示，當線路發生單項接地故障，系統首先會控制消弧線圈來吸收故障點的電容電流以消除瞬時性單項接地故障；當單相接地時間超過系統整定時間10s時，系統會控制高壓接觸器投入小電阻使其產生明顯的特征信號，使得饋線保護裝置動作來跳開接地故障線路隔離非瞬時性單相接地故障。

2.3 可控電阻接地系統對電網電容的控制方式

采用“隨調”控制方式，即：當配電系統正常運行時，控制消弧線圈的電感使之遠離與配電系統的對地電容發生諧振的區域；當配電系統發生單相接地時，立即按照所測的配電網對地容抗調節消弧線圈的電感，快速輸出感性補償電流。

3 可控電阻接地系統投運工作

3.1 投運前確認事項

本次投產的新設備按國家《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》要求安裝完畢，試驗數據符合交接驗收標準要求，安裝設備的出廠資料、圖紙及試驗報告齊全，并經質檢驗收簽證，具備投運條件。運行人員已經進行培訓，熟悉ZGLR型可控電阻成套裝置的測量原理、動作原理，掌握成套裝置操作方法，并在每次操作、巡視檢查后做好相應記錄。所有相關零序保護定值和裝置參數按繼保定值通知單要求整定好，壓板投退按壓板方式投退表執行。接地變保護、可控型電阻成套裝置控制器完成整組傳動試驗，傳動開關正常；檢查確認每臺接地變的分接頭位置已處于三相不平衡位置（三相檔位分別調為2/3/4檔）。

3.2 風險分析與控制措施

針對設備故障對人員的傷害：在斷路器分合、裝置啟停過程中人員應遠離設備，應待設備運行穩定后方可近距離檢查。

針對接操作、調試錯誤引發設備故障、跳閘：編寫相關設備操作的典型操作票；參考典型操作票填寫操作票，并經五防模擬。操作前認真核對設備雙編號，操作時配專職監護人；調試、測試工作應填寫工作票。明確工作任務和范圍，設備專人監護，隔離有關聯跳回路，并嚴防CT回路開路和PT回路短路接地；操作、調試錯誤引發設備故障、跳閘及時上報調度。

針對接入系統時運行方式錯誤：一般不允許可控型電阻成套裝置和傳統消弧線圈兩者所在母線并列運行。特殊情況下需要母線并列運行時，則需將可控型電阻成套裝置退出，該段母線上饋線發生單相接地，由當值調度輪切；系統故障時，若備自投裝置動作合上分段開關后，調度員應盡快將可控型電阻所在的接地變開關斷開；站內所有消弧線圈接地裝置均完成改造投運后，該風險解除。

3.3 投運注意事項

變電站共安裝兩套可控型電阻成套設備，根據停電安排，實行分段施工，分段投運的模式；任一套可控型電阻成套裝置投運前，除了確保成套裝置本身安裝試驗完畢，功能完好外，同時必須確保該段母線上所有饋線保護裝置（連同接地變保護）的零序電流保護功能完好，定值設置正確；可控型電阻成套裝置一般不允許和傳統消弧線圈并列運行，兩者所在母線不允許并列運行。特殊情況下需要母線并列運行時，則需將可控型電阻成套裝置退出；全部工程完成后，可控型電阻成套裝置按運行規程運行。

3.4 分段投運模式下的臨時運行狀態轉換

已完成#1消弧線圈改造可控電阻接地后，在#2消弧線圈未完成改造前，執行以下臨時運行方式轉換策略：

#1主變檢修時：10kV1、2M并列運行：先退出#1接地變可控型電阻，再并列。此時10kV1M母線上所有饋線選線功能失效，10kV1M母線上饋線發生單相接地，由當值調度輪切。

#2主變檢修時：10kV1、2M并列運行：先退出#1接地變可控型電阻，再并列。此時10kV1M母線上所有饋線選線功能失效，10kV1M母線上饋線發生單相接地，由當值調度輪切。

3.5 裝置運行狀態的轉換

可控型電阻的投入：（1）投入接地變保護聯跳壓板；

（2）合上中心屏交、直流電源，檢查控制器液晶屏顯示正常；（3）合上接地變中性點至消弧線圈間單相隔刀閘（若無則無需此操作）；（4）合上接地變高壓側開關；（5）觀察系統控制器測量顯示的電壓、電流、母聯分合狀態正常。

可控型電阻的退出：（1）斷開接地變高壓側開關；（2）

拉開接地變中性點至消弧線圈間單相隔離刀閘；（3）退出

該接地變保護聯跳壓板；（4）合上接地變高壓側開關。

3.6 日常運維要求

檢查設備外觀是否完整無損，各部分連接是否牢固可靠，無異聲、異味；檢查絕緣部件外絕緣表面是否清潔、有無裂紋、破損及放電現象；紅外測溫檢查接點、接頭有無過熱、發紅，檢查引線有無拋股斷股現象，金具應完整；設備接地應良好；檢查底座構架是否牢固，有無傾斜、變位；控制屏柜、端子箱內應無受潮，接線端子無積塵并清潔，控制裝置運行正常無異常告警信號。

4 結束語

通過上文所述，可控電阻接地系統實現了配電網接地故障一體化的解決方案，變電站通過接入可控電阻接地系統就能夠大大地提高了供電可靠性[1]。

參考文獻：

[1]馮剛.編寫輸變電設備投運啟動方案的探討[J].廣東輸電與變電技術，2003，01：54-55.