变电站继电保护二次系统接地技术方案探究

变电站继电保护二次系统接地技术方案探究

章秀成

（南平闽延电力勘察设计有限公司福建南平353000）

摘要：变电站是电力系统实现远距离输电的关键环节，它的安全稳定运行与否关系重大，尤其是现代电力系统的电压等级不断升高，对变电站继电保护设备的抗干扰能力提出了更高的要求。考虑到变电站内众多的电气设备、复杂的电磁环境，采用合理的接地技术是保障二次系统设备正常运行的有效途径。因此，本文对变电站继电保护二次系统接地技术方案进行了探究。

关键词：变电站；继电保护二次系统接地技术方案；设计探讨

一、变电站继电保护二次系统接地的原因及意义

现代化的变电站电网电压等级逐渐升高，容量逐步扩大，对负责一级系统监控、测量等工作的二次系统的技术水平要求也不断升高，二次系统也随之愈加智能化、信息化和微机化。早期的电磁型继电保护设备，在利用计算机技术和通信技术的基础上，已经转变为能够自动实现监控和保护的综合化微机型系统，大大提高了变电站运行的稳定性和安全性。与此同时，综合化、自动化、集成化的系统对电磁环境的要求也更加苛刻。然而包括一次系统设备正常运行、系统短路故障、隔离开关操作、雷击等因素均有可能对二次系统继电保护设备的安全运行产生干扰，引发设备误动、数据失真、监控失常等诸多问题，因此研究变电站继电保护二次系统的抗干扰方法意义重大。

目前，对于变电站继电保护二次系统的抗干扰的研究主要包括两种途径：一是加强二次系统设备自身的抗干扰能力研究，用技术革新的方式增强继电保护设备的抗干扰能力；二是在变电站内部设备安装设计、管理模式方面实现创新，为二次系统提供一个能够保障安全运行的电磁环境。而在电力系统的正常生产运行过程中，合理的采用接地手段就是一种有效的提供保障安全运行的电磁环境的方法。接地是指将电力系统的电力设备的部分采用专门的线路与大地相连，常见的接地种类包括工作接地、防雷接地、安全接地三种。可靠、合理的接地可以有效降低一次设备的绝缘水平、减少系统设备的故障频率、保护电气设备免受雷击的伤害，对变电站设备的安全运行来说必不可少。

二、变电站继电保护二次系统接地技术方案的设计

2.1工作接地技术设计要点

工作接地技术，顾名思义是为了保障电力工作的顺利开展而进行的接地技术，通过工作接地技术可以实现特定电气设备的稳定运行。在实施工作接地技术过程中需要注意以下基本要点：首先，根据具体设备的运行需求选择接地重点。一般情况下的接地重点可以选在发电机的输出端和电压器的低压端处，通过金属连接完成其与接地装置的连接。直流24V（-）和48N（+）在工作接地的设计过程中没有对应的电源设备，因此工作接地技术本身并不是完善的。

其次，作为工作接地的重要组成，在进行屏蔽接地的过程中需要注意点位接线的外露，从而避免其与其它接地系统的交互式连接。最后，工作接地的维护是必不可少的，其不仅表现在对事故状态下的维护，同时还要对正常工作状态下的工作接地进行维护。在保证工作接地技术设计有效的基础上，加强对其的维护作用，有利于保障变电站输电设备的稳定安全运行。

2.2雷电接地技术设计要点

作为危机电网系统安全的主要自然灾害，雷电引发的电网事故屡见不鲜。因此，为了减少其对电网系统的危害，要保证雷电接地技术的设计质量，采取详细完善的设计方案。在实地设计之前，首要要分析雷电对电网系统的作用过程和影响形式，即其以一种非正常电力干扰的形式作用于电网系统的一次回路当中。此外，当变电站二次系统受到电磁感应干扰以后，这种干扰信号会通过电线路侵入到二次系统的电子元件和设备当中，从而使二次系统产生重大故障。

雷电接地技术主要包括提高抗震击效果的接闪器，例如避雷针和避雷线等，引下线和接地线装置等。在避雷装置的选择过程中，需要结合变电站具体的环境特点以及变压器和电力设备的伏秒特性，从而使得雷电接地技术可以表达出较好的抗雷击效果，减少雷击造成的电力系统损失和事故。

2.3安全接地技术设计要点

安全接地技术的作用主要是为了预防电气设备的漏电现象，即在电气设备漏电时，电流可以通过接地线路流入到大地中，从而避免其对人和动物造成危害。在安全接地技术设计过程中要按照电气设备中的电阻选择接地设备的电压，保证产生的电流在人的安全电流范围内，其在生活中比较常见。

三、变电站继电保护二次系统接地技术的应用

3.1变电站二次系统等电位接地网

在变电站一些继电保护装置较为集中的地方，如主控室、保护室、配电室等场所，应当敷设二次系统等电位接地网，并要求绝缘子与主地网之间是相互绝缘的。此外，敷设二次电缆的场所，如LCP柜、开关场端子箱、配电柜等，也应当敷设等电位接地网，另外还应当使用与主接地网相连的铜排连接就地保护小室、通信室和集控室。以上所用铜排的截面积应不小于100mm2。应当注意的是，室外等电位接地网与主地网相互连接时，尽量远离一些容易被高电压击穿的设备以及避雷针的接地点等地，一般距离应大于15m。

3.2户外端子箱等电位接地

隔离开关的户外就地端子箱、断路器的户外就地端子箱、设备的本体端子箱内应设置截面大于等于100mm2的接地铜排，并用螺栓在水平（垂直）方向将接地铜排两端固定在端子箱体内部。为了方便电缆屏蔽线、电流/电压互感器二次回路接地线及其他接地线更容易与接地铜排进行连接，还应当在接地铜排上均匀排列若干个接线柱。最终连接接地铜排与等电位接地网的铜排，同样应使用截面积大于等于100mm2的接地铜排。

3.3室内保护屏柜等电位接地

室内继电保护以及安全自动装置屏柜内同样应当敷设截面大于等于100mm2的接地铜排（以下所提铜排均与此规格相同）。具体操作步骤如下：首先在屏柜下部沿水平方向用直径为8mm螺栓固定接地铜排两端，然后在铜排上应均匀分布数个连接孔，以方便电缆屏蔽线、电流/电压互感器、二次回路接地线和其他接地线与铜排的连接，接下来在屏柜的门柜之间固定黄绿相间的专用接地软铜线，并用螺栓将其与柜内的接地铜排进行压接，并用其将保护屏柜上各种二次系统设备的接地端子与接地铜排连接。

3.4二次电缆及相关设备等电位接地

用于连接变压器、电压互感器等变电站一次设备与主控室、保护室等的二次电缆，需要借助使用金属管，将一次设备的接线盒引至二次电缆就地端子箱。若分段连接，则金属管应该在连接处实现可靠烤接；若金属管末端使用蛇皮管，还须用火泥将蛇皮管与金属管的连接处封好。

四、结论

科技的进步推动了电力系统的快速发展，现代电网逐步朝着智能化、远距离传输、高压电方向迈进。变电站是电力系统实现远距离输电的重要环节，它的安全、稳定、可靠、有效运行影响重大，因此在实际工作中我们会运用大量的继电保护和测量设备来保障变电站的安全运行。

参考文献：

[1]廖震杰.变电站继电保护二次系统接地技术方案的研究[J].科技风，2014，20：75.

[2]陈星田.智能变电站继电保护隐藏故障诊断与系统重构方法[D].重庆大学，2015.

[3]王保仓.电力二次系统接地及抗干扰方法研究[D].东南大学，2006.

作者简介：

章秀成（1990.5.24），男，福建浦城人，闽南理工学院电气工程及其自动化学士，助理工程师，研究方向：变电站一二次设计，单位：南平闽延电力勘察设计有限公司，