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20n9年第6期i ELECTRIC!TY
kV變電站系統接地與保護接地的探討
10／0．4
黃劍勇(河北省石家莊煉化分公司，石家莊市050032)
李英武(中國航空工業規劃設計研究院，北京市 100011)
Research on the System Grounding and Protective Grounding in 10／0．4 kV Substation
Huang Jianyong(HebeiShijiazhuang Refining&ChemicalBranch，Shijiazhuang 050032，China)
Li Yingwu(China Aeronautical Project and Design Institute，Beijing 100011，China)
Abstract The hazards of single·phase grounding 1 10 kV系統發生單相接地故障造成危害
faultin the 10／0．4 kV substation ate analyzed；and the
的原因
consequences that single—phase grounding fault is easy
to cause insulation damage of the equipments and 為了提高供電的可靠性。我國10 kV供電系統目
electric shock accident are pointed out．A few measures 前還采用電源中性點不接地的運行方式。由于供電電
to reduce the hazards caused by single-phase 源中性點不接地。正常運行時三相對地電容電流基本
grounding fault occurred inthe 10／0．4 kV substation are
平衡，三相對地電壓為相電壓。發生單相接地故障
introduced．
時，接地相對地電壓等于零，未接地兩相對地電壓升
Key words Substation System grounding
高為線電壓，接地故障電流等于未接地兩相對地電容
Protective grounding Single-phase grounding fault
電流的向量和。
Equipotential bonding
10／O．4 kV變電站變壓器與高壓開關柜等電氣
摘 要 分析10，0．4 kV變電站單相接地故障 設備外露導電部分都需要進行保護接地。接地故障電
引發的危害．指出單相接地故障容易造成設備絕緣 容電流從故障點經大地由線路流向電源時，會使保護
損壞與電擊事故的發生．介紹減小lO／0．4 kV變電 接地線上的對地電壓升高。
站單相接地故障所引發危害的幾點措施。 由于lO kV供電系統電源中性點不接地，發生
關鍵詞 變電站 系統接地保護接地單相接 單相接地故障時．系統的接地故障電容電流都要經
地故障等電位聯結 過接地故障點流向電源。10，0．4 kV變電站接地電
阻規定為4 n。如果單相接地故障電容電流等于
10，O．4 kV變電站的接地分為電源中性點接地 lO A，保護接地線上的對地電壓就升高到40 V；如
與電氣設備外露導電部分接地。前者稱為系統接地 果單相接地故障電流大于10 A。保護接地線上的對
或功能性接地，后者稱為保護接地。 地電壓就會升高．若超過安全電壓將會威脅到人身
系統接地給配電系統提供了一個參考電位； 安全。由于發生單相接地故障時，未接地兩相對地
降低了系統對地絕緣的要求；在高壓線路發生接 電壓等于線電壓。升高了、／3倍，時間過長就會對
地故障時。可構成高壓線路故障電流通過大地返回 電氣設備的絕緣產生影響．接地故障電容電流增大
高壓電源的通路，使高壓側繼電保護可靠動作， 還容易引起諧振過電壓，造成更大的危害。
將故障切除。
2 10／0．4 kV變電站接地方式與單相接地
當低壓配電線路發生接地故障時。保護接地為
故障的關系
故障電流返回電源提供了通路．降低了電氣裝置的
外露導電部分在故障時的對地電壓或接觸電壓，同 10，O．4 kV變電站有10 kV系統與220，380V
時故障電流還能使低壓配電線路上的保護電器動作， 低壓系統。目前我國10 kV系統為不接地系統，所以
及時切斷電源。 10kV側只有變壓器與高壓開關柜等電氣設備外露導
●—●J—un．2009 V～oL
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28 NO．6
一、●電部分的保護接地。10，O．4 kV變電站的220，380V 單相接地故障電流大于10 A時動作于跳閘，
側，接地則包括系統接地與保護接地。 對人身與設備安全造成的危害就可以減小。因此
10 kV系統的保護接地與220／380V低壓系統的 10／0．4 kV變電站的接地與繼電保護設計方案應
保護接地，是分開接地還是共用接地．目前設計 合理有效。
規范還沒有明確的規定。10 kV系統的保護接地與
4減小10／0．4 kV變電站單相接故障危害
220／380V低壓系統的保護接地若分開單獨設置，
的幾點措施。
lO kV系統發生單相接地故障時．只有變壓器與高壓
開關柜等高壓電氣設備的保護接地線電壓會升高． a．合理減小10／0．4 kV變電站電源中性點的
220／380V低壓系統的保護接地線上電壓不會發生變 接地電阻．可以在一定程度上減小單相接地故障造成
化。10 kV系統發生單相接地故障造成的人身安全危 的危害。對于設置在建筑物內部的10／0．4 kV變電
害就可限制在變電站內部的小范圍內．不會對變電 站，10 kV系統與220，380V低壓系統共用接地，接
站以外造成危害。這在建筑物稠密的大城市里往往 地電阻可以很容易達到lQ，此時發生單相接地故障
是難以實現的。但對電氣設備絕緣產生的影響。以 產生的故障電壓就會降低很多。
及容易引起諧振過電壓的危害仍然存在。 b．合理設計單相接地保護。提高單相接地保護
對于獨立的變電站。10kV系統與220，380V低 跳閘的靈敏度及可靠性。也是減小單相接地故障危害
壓系統的保護接地分開設置比較容易做到。對于建筑 的一項重要措施。這需要根據當地供電部門的要求．
物內部的lO，0．4 kV變電站．10kV系統與220／380V 以及有關電氣設計規范進行單相接地保護設計。
低壓系統的保護接地分開設置就比較困難。 c．10kV供電系統的規模不斷擴大．發生單相
如果10 kV系統的保護接地與220／380V低壓 接地故障后故障電流非常大，必須選擇性跳閘，迅速
系統的接地共用接地，發生單相接地故障時．整個 將故障切除。為了保證單相接地保護跳閘的可靠性．
220／380V低壓系統的保護接地線電壓就會同時升 有些地區10 kV供電系統改為電源中性點經低電阻接
高。使危害的范圍擴大。特別是同一10 kV系統的 地。發生單相接地故障后，由接地故障點經過大地和
其他單位lO kV系統發生單相接地故障時，危害就 電源中性點串聯電阻。與電源形成回路。單相接地故
更大。這點應引起大家的重視。 障電流可以達到數百安以上，跳閘的可靠性就可以得
到保證。
3 10，0．4 kV變電站接地保護設計與單相
接地故障的關系 5 10／0．4 kV變電站單相接地保護設計
10／0．4 kV變電站的接地設計與10 kV系統供 對于10／0．4 kV變配電站。需要根據當地供電
電可靠性要求，以及繼電保護設計都有較大關系。 部門的要求進行單相接地保護的設計。供電系統上一
《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》(GB 級變電站一般都有單相接地保護。10／0．4 kV變配
50062—92)9．0．3條與《繼電保護和安全自動裝置 電站規模比較小時。可以不設計單相接地保護。或只
技術規程》(GB／T 14285—2006)第4．13．3條都規 設計Y／Y／厶型電壓互感器與接地監視裝置，進行
定：單相接地電流為10 A及以上時，保護裝置動作 單相接地報警。
于跳閘；單相接地電流為10 A以下時，保護裝置可 10，0．4 kV變配電站規模比較大時。除設計
動作于跳閘或信號。 Y，Y，△型電壓互感器與接地監視裝置。進行單相
單相接地故障電流小于10 A時，可以只報警不 接地報警外。也可以在電源進線處安裝零序電流互感
選擇性跳閘．在有單相接地故障的情況下繼續運行一 器。采用具有小電流接地選線功能的變電站綜合自動
定時間。一旦單相接地故障電流或接地電阻發生變 化電源進線保護裝置，動作于報警。這樣一旦發生單
化，就容易對人身安全造成危害；而一旦出現過電 相接地故障，就可以檢測出是否為本變電站發生單相
壓。也會對設備造成更大的危害。 接地故障。出線回路較多時，也可在各路出線處安裝
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議低壓配電線路的電能損耗
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該篇文章發表于2009年6月的《建筑電氣》期刊中，主要針對10/0.4kV（即高壓10千伏至低壓0.4千伏）變電站系統的接地與保護接地進行了深入的理論與實踐探討。變電站作為電力系統的重要組成部分，其接地設計與保護接地措施對電力設備安全、電網穩定以及人身安全具有至關重要的影響。 在文章內容中，作者可能詳細闡述了以下幾個方面： 1. 變電站系統接地的基本原理：介紹電力系統中不同電壓等級的設備對地電位的要求，包括工作接地、保護接地和防雷接地等各類接地方式的作用及功能。 2. 10/0.4kV變電站系統中的具體應用：討論了高壓側10kV設備與中性點接地方式的選擇，如直接接地、經小電阻接地或不接地系統等；同時分析了低壓側0.4kV設備的保護接地要求，如PE線的設計、重復接地設置及其目的。 3. 接地裝置的設計與施工技術：涵蓋了接地體材料選擇、埋設深度、跨接線連接等方面的技術要點，并可能結合實例分析了實際工程中的成功案例與存在問題。 4. 保護接地系統的重要性與有效性檢測：講解了過電流保護、零序保護、剩余電流動作保護等保護裝置在變電站接地系統中的作用，以及定期進行接地電阻測試、絕緣監測等相關維護工作的必要性。 綜上所述，這篇文章為讀者提供了對于10/0.4kV變電站系統接地與保護接地方面的全面而深入的理解，具有較高的實用性和參考價值。