變電站二次系統(tǒng)接地方案研究與應(yīng)用

摘 要變電站二次系統(tǒng)是變電站的控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中樞，其可靠運(yùn)行關(guān)系著變電站電力輸送的安全進(jìn)行。二次回路的接地肩負(fù)著應(yīng)對變電站內(nèi)部復(fù)雜電磁環(huán)境干擾以及外部雷電沖擊的重任，從而保護(hù)系統(tǒng)正常工作和設(shè)備安全，同時(shí)也是變電站工作人員人身安全的保障。本文根據(jù)現(xiàn)場工作實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對變電站二次系統(tǒng)工作接地、安全接地、防雷接地和控制系統(tǒng)接地的進(jìn)行了介紹和分析，對變電站二次系統(tǒng)維護(hù)和運(yùn)行工作的進(jìn)行有著一定的參考意義。

【關(guān)鍵詞】二次系統(tǒng)接地 工作接地 安全接地 抗干擾接地

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模和電壓等級在逐漸提高，變電站的電磁環(huán)境也愈發(fā)變得復(fù)雜，再加上雷電的沖擊干擾，變電站二次系統(tǒng)的正常運(yùn)行經(jīng)受著嚴(yán)重的威脅。而二次側(cè)接地是解決這些問題的有效手段。變電站二次系統(tǒng)的接地方式主要包括工作接地、安全接地、防雷接地和控制系統(tǒng)接地四種。只有保證系統(tǒng)接地系統(tǒng)的正常工作，才能確保系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，保證操作人員人身安全和設(shè)備安全。

2 變電站二次系統(tǒng)接地的類別及方法

2.1 接地的分類及意義

二次系統(tǒng)接地是指二次系統(tǒng)中電氣設(shè)備和大地之間通過接地線和接地極進(jìn)行的電氣連接。其主要分為工作接地、安全接地、防雷接地和控制系統(tǒng)接地三種。工作接地主要目的是維護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行；安全接地是為了預(yù)防工作人員因觸摸漏電的設(shè)備而導(dǎo)致觸電事故的發(fā)生；防雷接地的目的是為了防止雷電沖擊對二次系統(tǒng)設(shè)備造成損壞；控制系統(tǒng)接地是為了防止二次系統(tǒng)設(shè)備因變電站的電磁干擾造成誤動(dòng)作或設(shè)備損壞，從而維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.2 二次系統(tǒng)的工作接地

二次系統(tǒng)工作接地主要是為使二次系統(tǒng)電氣設(shè)備正常工作而做的接地，在接地設(shè)備和電源的零點(diǎn)間做的連接，其主要針對二次側(cè)電源，如發(fā)電機(jī)輸出側(cè)和變壓器低壓側(cè)的中性點(diǎn)接地。24V、36V和48V直流電源設(shè)備沒有工作接地的要求。如果在工作接地中利用屏蔽層當(dāng)作連接線的一部分，用來輔助接地，則應(yīng)注意防止屏蔽層外露，并且不要和防靜電接地以及直流接地等接地方式混合相連，更不能和PE線連接在一起，以防止相互間的電磁干擾，影響接地效果。在變電站的日常維護(hù)中，應(yīng)注意確報(bào)工作接地良好，從而確保二次系統(tǒng)設(shè)備的正常工作。

2.3 二次系統(tǒng)的安全接地

二次系統(tǒng)的安全接地指二次系統(tǒng)中的電氣設(shè)備金屬外殼和接地極相連，確保設(shè)備的漏電流經(jīng)由接地線進(jìn)入大地，從而避免操作人員由于觸摸二次設(shè)備發(fā)生觸電事故，有效的保護(hù)操作人員的人身安全。安全接地設(shè)備電阻決定了其對地電壓的要求，從安全接地的保護(hù)效果來看，要求電氣設(shè)備的電壓通過人體本身的電阻所產(chǎn)生的電流值應(yīng)當(dāng)在人體可承受的安全電流范圍以內(nèi)，這樣才能達(dá)到保護(hù)人身安全的效果。實(shí)際應(yīng)用中很多用電場合為了達(dá)到用電安全的目的，對設(shè)備進(jìn)行了接地保護(hù)和接零保護(hù)，但是沒有對設(shè)備漏電的問題進(jìn)行有效的預(yù)防，工作人員應(yīng)當(dāng)對次提起注意，比如在某些地區(qū)的電氣設(shè)備雖然進(jìn)行了安全接地，但是其漏電壓產(chǎn)生的漏電流已經(jīng)超過了人體所能承受的極限，一旦有工作人員接觸則很有可能導(dǎo)致觸電事故。

2.4 二次系統(tǒng)的防雷接地

電力體統(tǒng)中，雷電是影響電網(wǎng)可靠運(yùn)行的災(zāi)害之一，因此二次系統(tǒng)的防雷保護(hù)是十分必要的，當(dāng)雷電擊中電力設(shè)施時(shí)，設(shè)備線路會(huì)有過電壓產(chǎn)生，造成線路之間或者對地發(fā)生閃絡(luò)損壞電力設(shè)備。當(dāng)變電站被雷電擊中時(shí)，二次系統(tǒng)中的電子設(shè)備會(huì)受到強(qiáng)大的感應(yīng)干擾，導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作甚至直接損壞，造成嚴(yán)重的損失。對于雷擊電流的應(yīng)對主要采用以下手段：

（1）雷電擊中變電站附近時(shí)，會(huì)有雷擊電流在電纜溝的地線中產(chǎn)生，為了減小電纜溝中的雷電流，可以與地線平行敷設(shè)并聯(lián)的地線對雷電流進(jìn)行分流，從而減小雷擊電磁場的強(qiáng)度抑制因電磁感應(yīng)產(chǎn)生的過電壓。

（2）雷電流產(chǎn)生后，接地點(diǎn)附近的電流通常比較大，因此為減小其對二次系統(tǒng)的影響，接地點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離二次線路。

（3）可以在雷電的接入點(diǎn)家避雷針或避雷器，并且其接地線選擇帶屏蔽的材料，可以大大減弱雷電對二次系統(tǒng)的影響。

（4）雷電流的入地點(diǎn)選擇接地網(wǎng)的中心，可以使入地點(diǎn)的電位和接地導(dǎo)體的電流減半，并且由于感應(yīng)電勢抵消的作用降低干擾效果。

（5）單獨(dú)敷設(shè)避雷接地網(wǎng)，可以防止雷電流通過地線引入二次設(shè)備中。

2.5 二次系統(tǒng)的控制接地

二次系統(tǒng)的控制系統(tǒng)接地是二次設(shè)備和控制系統(tǒng)接地，主要起到抑制干擾的作用。系統(tǒng)接地電阻一般要求要小于4歐姆。一方面是自動(dòng)化設(shè)備本身的接地端子進(jìn)行良好接地，可以有效的抑制設(shè)備自身和外部系統(tǒng)的干擾信號，確保設(shè)備正常運(yùn)行。另一方面，是二次系統(tǒng)控制線路屏蔽層接地，主要有屏蔽層單端接地和雙端接地兩種，為防止將變電站外部的干擾信號引入到變電站內(nèi)部系統(tǒng)中，二次設(shè)備通常采用屏蔽層站內(nèi)一端接地的方式，但當(dāng)系統(tǒng)中有高頻磁場干擾時(shí)，則需要對二次回路電纜采取雙端接地，甚至當(dāng)干擾源異常強(qiáng)大時(shí)需要對電纜采取雙層屏蔽接地，外部屏蔽接地采用雙端接地，內(nèi)部屏蔽采用單端接地從而達(dá)到抗干擾的目的。

3 結(jié)論

隨著智能變電站的發(fā)展，變電站二次系統(tǒng)設(shè)備種類和數(shù)量都在不斷增加，為了應(yīng)對變電站復(fù)雜的電磁環(huán)境，避免二次設(shè)備受到影響，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須做好變電站二次設(shè)備的接地工作。本文對二次系統(tǒng)的接地方案的研究深度和廣度有限，然而現(xiàn)場情況是復(fù)雜多變的，在實(shí)際工作過程中應(yīng)當(dāng)針對現(xiàn)場環(huán)境的不同，合理設(shè)計(jì)接地方案，從而達(dá)到提高系統(tǒng)可靠性的同時(shí)降低工程成本的目的。

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作者簡介

陳鑫（1984-），男，北京市人。學(xué)士學(xué)位?，F(xiàn)為國網(wǎng)冀北電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院工程師，主要從事交流變電站建設(shè)管理工作。

作者單位

國網(wǎng)冀北電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 北京市 100000