接地問題對變電站運行的重要性

吳鑫 熊泳璇

摘 要：接地網(wǎng)在變電站運行中是電氣設(shè)備安全運行的重要設(shè)施，能夠保障運行人員、維護變電站的安全可靠運行，電氣設(shè)備安全運行的根本保證和重要設(shè)施。變電站的接地網(wǎng)要滿足雷電沖擊電流的要求，還要滿足工頻短路電流的要求。不正確的接地方式可能會保護誤動，造成一次設(shè)備損壞，而變電站設(shè)備的安全運行需要正確、可靠的接地，文章通過對接地造成的一些事故進行分析，闡述了接地問題對變電站運行的重要性，并提出了解決辦法。

關(guān)鍵詞：接地問題；變電站；安全運行；重要性

變電站的正常運行對人們正常生活影響很大，是關(guān)乎電網(wǎng)安全運行的大事，而接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，接地問題對系統(tǒng)的安全運行起著重要的作用，是變電站交直流設(shè)備接地及防雷保護接地。在實際操作中，變電站內(nèi)一次設(shè)備接地和站內(nèi)主網(wǎng)相連，電纜屏蔽層及二次回路的接地問題存在著差異。由于接地問題，在運行的過程中，一些變電站會造成設(shè)備損壞或者用戶停電，發(fā)生事故，也可能導致局部接地電位升高，引發(fā)多相對地弧光閃絡(luò)，從而極大地影響到安全生產(chǎn)，給安全生產(chǎn)帶來了很大的威脅。

1 電纜屏蔽層接地的問題

通過較大的負載電流，變電站一次設(shè)備具有縱橫交錯的電纜和站內(nèi)導向。而變電站中存在著較大的電磁場，變電站本身是一載流體，由于受這些電磁場的影響，高壓電纜對臨近的物體也會產(chǎn)生干擾，也會使站內(nèi)的二次電纜會產(chǎn)生電磁干擾。因此，電磁干擾主要有電容耦合干擾和磁場干擾兩種類型，那么電纜屏蔽層應該一端還是兩端接地呢？本文結(jié)合以下實例進行說明。

1.1 日常運行中的電纜頭燒毀事故

某330KV變電站值班人員在對投運不到半年的35KV#2電容進行例行檢查的時候，發(fā)現(xiàn)其A相電纜頭有燒焦異味，并且電纜頭泛黃。當停運檢查時，發(fā)現(xiàn)電纜頭熱縮套與接地線接觸部位的電纜外皮有融化跡象，并且電纜頭溫度偏高，但是并沒有發(fā)現(xiàn)試驗電纜直流增加的跡象，也沒有發(fā)現(xiàn)泄漏電流。那么是因為什么原因?qū)е掳l(fā)生這樣的現(xiàn)象呢？由于及時發(fā)現(xiàn)，才沒有造成電纜絕緣受到損壞。

這是由于35KV電容高壓電纜屬于單芯結(jié)構(gòu)，如果兩根并排敷設(shè)的高壓電纜為L0、L1的話，流過L1的電流為Im，流過L0的電流為Io，那么電纜的屏蔽層就為Lm，L0和L1的互感就為Mm0，L1和Lm的互感就為M1m，如圖1所示。

由此可見，當屏蔽層兩端不接地的時候，電纜屏蔽層中的干擾電壓E1為：E1=-（j？棕M0·I0+j？棕M1m·I1）。因此，Mm0、M1m決定了干擾電壓的大??；而Mm0與兩電纜相互空間位置有關(guān)，大小電纜長度一定，M1m的值也一定，則Mm0與兩電纜距離越遠互感越小。因此，在施工的過程中，同溝敷設(shè)的較長高雅電纜應該注意交叉換位，應該盡量使高壓電纜相互之間距離加大。

實際上，如果電纜屏蔽線接頭制作工藝粗糙，會存在著較大的接觸電阻，當大電流通過的時候，導致電纜頭的溫度升高，會破壞電纜絕緣；并且這個電纜兩端是接地的，在運行過程中，通過兩端的接地線，感應電壓E1會產(chǎn)生環(huán)流，從而導致運行事故的發(fā)生。那么電流的大小是多少呢？電流的大小是：IH1=E1/（Rm+j？棕Lm）。由此可見，IH1為電纜屏蔽層環(huán)流，Lm為屏蔽層電感，Rm為屏蔽層電阻。針對以上分析，可以實測斷開一段接地線后的感應電壓，并且可以模擬恢復A相接線實測其環(huán)流大小。其中A相兩端接地實測環(huán)流為102A；B相兩端接地實測環(huán)流為48A；C相兩端接地實測環(huán)流為56A。而當一端接地斷開后，感應電壓A相為8.8V；感應電壓B相為4.2V；感應電壓C相為6.6V，由此可以看到，打開接地線確實可以切斷環(huán)流回路，環(huán)流確實存在于高壓電纜屏蔽層中。因此，在必要的時候，在懸空端需要加裝過壓保護裝置，注意感應電壓對人身及設(shè)備的損壞。為了不再發(fā)生電纜燒毀事故，施工人員重做了A相電纜頭，并且打開一端接地線后，變電站運行狀況良好。

1.2 受電磁干擾的影響，會造成變檔位顯示不正確

在對某330KV變電站進行施工調(diào)試的時候，懷疑存在外界干擾，發(fā)現(xiàn)主變檔不能正確上傳，經(jīng)過仔細檢查，發(fā)現(xiàn)該控制電纜屏蔽層沒有接地。對于VQC裝置來說，主變檔位是一個重要的開入量，關(guān)系到VQC能否正確運作調(diào)壓。如果調(diào)整電纜兩端接地后會發(fā)生什么情況呢？經(jīng)過對公共端電壓的測量，發(fā)現(xiàn)電壓逐漸下降，并且接近了額定值。由此可見，受電纜屏蔽層的影響，接地有效的屏蔽了干擾。如圖2所示。

電容干擾的一大特點就是需要有電荷的積累，那么又是怎么形成這種干擾的呢？這是由于電纜之間存在著寄生電容，一次設(shè)備載流體和二次電纜間也存在著電容，受此影響，一次設(shè)備會對二次電纜產(chǎn)生電容干擾，并且導致變電站中大部分設(shè)備處于強電場中造成的。只有當電荷積累到一定程度的時候，電容干擾才能產(chǎn)生放點，因此，當電纜兩端接地的時候，屏蔽層不能有效積聚大量的電荷，屏蔽層的接地，從而使電荷通過接地線相大地泄放。并且屏蔽層的兩端接地不會引起環(huán)流，因此，可以采用屏蔽層兩端接地的方法，在主要由于電容耦合的電纜中進行干擾。

2 差電流回路接地問題

在廣大繼電保護人員中間，差電流回路要求一點接地已經(jīng)得到了廣泛的認可。在以前，因為接地點的問題，經(jīng)常引起保護誤動，這是由于電纜差動回路牽扯到幾個電氣量的比較運算造成的。而對于原始的差動保護繼電器來說，差電流回路緊密的聯(lián)系著其輸入的電氣量。例如：如何保護三繞組變壓器的差動？一般是兩側(cè)的電流合成之后，才和第三側(cè)電流進行比較，由此要求差動電流回路一點接地，這是因為有了電氣上的聯(lián)系決定的。而目前，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，微機保護已經(jīng)被廣泛的運用起來，保護動作邏輯都是由軟件來完成，為了其實現(xiàn)保護功能，每個電氣量的輸入不再需要通過電氣量的聯(lián)系，都具有各自獨立的通道以及A/D采樣系統(tǒng)，那么就沒有必要一點接地。

3 結(jié)束語

綜上所述，對于高壓動力電纜來說，由于是以電磁干擾為主，因此，其屏蔽層可以采用一端接地的方式。而對于諸如控制回路、信號回路的長電纜來說，最好采用兩端接地的方式，這是由于是以電容耦合干擾的回路為主造成的。另外，對于微機保護電流差回路來說，沒有必要采用差回路一點接地的方法，可以采用每組電流分別接地的方式。

參考文獻

[1]付書明.淺談電力系統(tǒng)接地方式及接地[J].接零保護，2011（16）.

[2]戰(zhàn)東前.李昂.郭龍龍.淺談變電站直流系統(tǒng)的運行維護[J].中國電子商務，2013（5）：229.

[3]黃森炯.王曉.王靜.蓄電池故障對110KV變電站安全運行影響分析[J].蓄電池，2012（5）：212-225.

[4]魏海濱.變電站直流系統(tǒng)運行及安全的探討[J].中國科技縱橫，2013，（15）：79-80.