地鐵110kV變電站低壓側接地方式的選擇新探

石磊，溫鑫，趙栓龍

（鄭州地鐵集團有限公司，河南 鄭州 450000）

從目前的使用情況來看，在電力系統(tǒng)接地方式的選擇中，常用方式為小接地短路電流系統(tǒng)和大接地短路電流系統(tǒng)。2種接地方式在大接地短路電流系統(tǒng)指中性點直接接地，小接地短路電流系統(tǒng)指中性點不接地，經消弧線圈接地。另外，還有中性點經電阻接地，它介于兩者之間。在地鐵工程數(shù)量不斷增加的背景下，如何對接地方式進行優(yōu)化選擇也成為非常重要的工作內容。

1 2種接地方式的比較及選擇

1.1 供電可靠性比較

在線路正常運行期間如果出現(xiàn)了瞬時性故障，此時采用消弧線圈接地模式的系統(tǒng)，在遇到此類情況時，消弧線圈會暫時承擔供電系統(tǒng)的責任，為線路補償電流，使其保持在通路狀態(tài)，不會在故障時瞬間跳閘。而線路也會在有故障狀態(tài)下繼續(xù)保持運行2～3小時，具備較強的供電可靠性。同時借助小電流接地選線裝置來完成該區(qū)域故障線路的具體位置，隨后進行下一步的應用處理，實現(xiàn)不斷電狀態(tài)下的故障檢修，確保地鐵工程運行過程的穩(wěn)定性。而低電阻接地模式在應用過程中，因為瞬時間產生的電流量巨大，因此系統(tǒng)會直接跳閘，突然斷電后系統(tǒng)會處于緊急制動狀態(tài)，會增加一些運營風險發(fā)生幾率。由此可見，在接地方式應用中，消弧線圈接地模式供電可靠性要高于低電阻接地模式。

1.2 系統(tǒng)絕緣配合性能

在對系統(tǒng)絕緣配合性能進行分析時，需要明確電力系統(tǒng)在運行期間主要包含了內部電壓分壓和外過電壓2部分內容。在低電阻接地模式應用過程中，該模式會在故障發(fā)生前進行電容電荷的分流，這樣在使用過程中也會對內部電壓分壓起到降低的作用，從而降低了諧振電壓的出現(xiàn)。同時在應用期間也可以對外過電壓進行合理控制，確保系統(tǒng)運行過程的安全性。而消弧線圈接地模式在使用過程中，遇到較高電壓數(shù)值后，不會對電容電荷進行分流，這樣在使用過程中無法對內部電壓分壓起到降低的作用，在電壓數(shù)值過大時容易出現(xiàn)諧振電壓，影響到整個系統(tǒng)運行過程的穩(wěn)定性。由此可見，在接地方式應用中，消弧線圈接地模式絕緣配合性能要低于低電阻接地模式。

1.3 繼電保護情況

為了確保系統(tǒng)運行期間的安全性，會在系統(tǒng)運行過程中設置繼電保護裝置，在遇到突發(fā)情況時可以及時斷電，從而提高了系統(tǒng)運行過程的安全性。利用消弧線圈接地模式來進行繼電保護時，如果此時出現(xiàn)了運行故障，所產生的故障電流相對較小，一般都是在10A以下，隨后按照自動調諧的方式對其進行修正，所得到脫諧度在10%左右，而且在數(shù)據(jù)補償后其內容不會超過1A，此時系統(tǒng)雖然不會出現(xiàn)跳閘的情況，但是會對外發(fā)出預警信號，提示工作人員針對故障問題進行檢修，以人工操作的方式來斷開所需線路，其穩(wěn)定性和精準度相對較強。而低電阻接地模式在應用過程中，因為瞬時間產生的電流量巨大，因此系統(tǒng)會直接跳閘，此時系統(tǒng)也會由特定系統(tǒng)對其進行保護，保護整體性較強，但是精準度相對較低。由此可見，在接地方式應用中，消弧線圈接地模式精準度和復雜性要高于低電阻接地模式。

1.4 中性點運行情況

利用消弧線圈接地模式來進行中性點運行情況評估時，如果此時出現(xiàn)了運行故障，所產生的故障電流相對較小，不會出現(xiàn)跳閘的情況，但是該接地模式在應用過程中，對于電壓偏移數(shù)值有要求，即不能超過15%的系統(tǒng)相電壓值。而且在此過程中也會對脫諧度進行合理控制，將其調控在合理范圍內，而且消弧線圈會暫為線路補償電流，使其保持在通路狀態(tài)，判斷結果的精準度較高。而低電阻接地模式在應用過程中，因為瞬時間產生的電流量巨大，因此系統(tǒng)會直接跳閘，同時系統(tǒng)不允許兩臺電阻保持并聯(lián)運行，而且系統(tǒng)在運行期間也不允許系統(tǒng)在失去接地點來保持運行，其對于運行要求相對較低。由此可見，在接地方式應用中，消弧線圈接地模式中性點運行情況的繁瑣性和要求要高于低電阻接地模式，但是具備了較強的穩(wěn)定性。

1.5 應用安全性比較

利用消弧線圈接地模式來維持電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)時，如果此時出現(xiàn)了運行故障，所產生的故障電流相對較小，可以將其控制在10A以下，甚至可以將電流控制在1A左右，這樣在使用過程中，會對脫諧度進行合理控制，將其調控在合理范圍內，能夠降低電位轉移電勢基礎情況，這樣也在很大程度上降低了結構的接觸電壓和跨步電壓情況，使整個系統(tǒng)在運行期間可以維持在比較穩(wěn)定的運行狀態(tài)。而低電阻接地模式在應用過程中，因為瞬時間產生的電流量巨大，因此系統(tǒng)會直接跳閘，而且內部產生的電流數(shù)值在400A左右，此時電壓出現(xiàn)波動時，也會導致電位轉移電勢的情況，而產生的危險電壓也會通過外殼進行傳遞，從而提高了人員接觸時所帶來的觸電風險。由此可見，在接地方式應用中，消弧線圈接地模式供電安全性要高于低電阻接地模式。

1.6 通信系統(tǒng)穩(wěn)定性

利用消弧線圈接地模式來維持電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)時，如果此時出現(xiàn)了運行故障，線圈會對線路中的電流情況進行補償，但是會將運行電流控制在1～10A，同時還可以維持正常的工作狀態(tài)，減少電位轉移電勢，在發(fā)出預警信息時，由于系統(tǒng)在運行期間依舊保持著比較穩(wěn)定的運行狀態(tài)，因此預警信息依舊可以順利傳遞，不會帶來干擾性。而低電阻接地模式在應用過程中，因為瞬時間產生的電流量巨大，電流數(shù)值在400A左右，而且產生的較高電壓也會在系統(tǒng)外殼上進行傳遞，使高電勢出現(xiàn)轉移的情況，產生較大的磁場，這樣在信號傳遞過程中，會帶來較大的負面干擾，影響到信號傳遞過程的穩(wěn)定性。由此可見，在接地方式應用中，消弧線圈接地模式穩(wěn)定性要高于低電阻接地模式。

2 設計中應注意的問題

2.1 35kV出線保護配置

在35kV出線保護配置應用過程中，為確保系統(tǒng)運行過程的穩(wěn)定性，需要注意以下幾點應用內容：第一，增加保護設施的應用種類，在具體的配置中，除了常規(guī)狀態(tài)下的電流保護裝置外，還需要在系統(tǒng)中配置光纖縱差保護體系，例如，可以使用零序電流來作為系統(tǒng)保護重要保障，而且在出現(xiàn)運行故障之后也可以對潛在問題進行及時處理，從而確保系統(tǒng)運行過程的安全可靠性。第二，對于保護配置結構材料需要在選擇期間做好綜合評價工作，從中選擇可靠性較強的應用材料，做好材料質量驗收工作，而且在使用過程中還需要注意相應的監(jiān)督管理工作，從而確保系統(tǒng)運行過程的穩(wěn)定性，提高其應用過程的可靠性。

2.2 接地變壓器保護配置

在地鐵車站運行過程中，所采用的接線主要以Y/Δ類型的接線，并且接線處沒有中性點，為了確保接地變壓器運行過程的安全性，也需要適當增加保護裝置，確保其應用過程的可靠性。在具體的設計過程中，會在系統(tǒng)中增加一個Z型接地變引結構，以此來幫助系統(tǒng)引出一個中性點，并且將引出的中性點和低電阻順利關聯(lián)在一起，借此來完成低電阻接地應用。在具體地安裝過程中，也需要做好相關內容的客觀分析，選擇合適的接觸模式。在具體的應用過程中，可以通過將連接電纜和接地變壓器進行連接，而且在此過程中能夠通過主變電壓來進行引線處理，此時電流保護動作可以和各側開關進行聯(lián)動，并且關聯(lián)性動作需要分段自投處理，借助零序電流來完成處理，從而提升系統(tǒng)運行過程的可靠性。

2.3 中性點電阻阻值的選取

除了上述提到的應用內容外，在系統(tǒng)運行過程中還需要注重中性電阻阻值的選取，在具體的選擇過程中，需要注重以下幾點內容：第一，做好選擇內容的綜合性考量，在選擇電阻組織的具體情況時，需要結合目前系統(tǒng)運行情況，結合具體的應用情況來做出選擇，在具體的選擇過程中，傾向于電阻值較小的電阻，這樣在出現(xiàn)異常情況時所產生的異常電流越大，可以輔助繼電保護工作的順利運行，確保系統(tǒng)運行過程的安全性。第二，在電阻值范圍選擇中，也需要兼顧系統(tǒng)對于通信系統(tǒng)的影響性，并且也需要對系統(tǒng)運營情況進行客觀考量，評估系統(tǒng)運行過程的穩(wěn)定性，從而確定最為恰當?shù)娜≈捣秶嵘x電阻的使用價值。

3 結語

綜上所述，進行110kV地鐵用戶站設計時，低壓側接地采用低電阻接地。采用低電阻接地以后，在35kV線路保護配置、接地變保護配置、低電阻阻值選取等方面都有不同于消弧線圈接地的特殊問題需要加以注意。同時由于接地故障電流較大，還需要特別注意低壓35kV用戶側用電的人身安全，要注意35kV用戶側配電系統(tǒng)設計時，接觸電勢和跨步電勢的校驗，考慮好對應的防觸電安全措施，以提升擬建系統(tǒng)運行過程的安全性。