浅谈变电站继电保护二次系统接地技术方案

浅谈变电站继电保护二次系统接地技术方案

隋广胜梁波

（国网山东省电力公司龙口市供电公司山东龙口265700）

摘要：随着我国经济的发展，人们的生活质量在不断的提高，因此生产生活的用电量也在不断的增加。在这一背景下，电网安全维护的价值日益凸显出来。我国电网的变电站自动化水平越来越高，有利于确保变电站的负载能力能够满足电力要求。变电站二次系统是变电站的控制神经网络中枢，其可靠运行关系着变电站电力输送的安全运行。本文简要介绍了变电站继电保护的原理及作用，并在此基础之上对变电站继电保护二次系统接地技术方案展开重点探讨。

关键词：变电站；继电保护二次系统；接地技术方案

引言

随着经济的发展，电网的规模和电压等级在逐渐提高，变电站的电磁环境也愈发变得复杂，又由于雷电冲击干扰，使得变电站二次系统的正常运行经受着严重的威胁。二次回路的接地肩负着应对变电站内部复杂电磁环境干扰以及外部变电站工作人员人身安全的保障。只有保证接地系统的正常工作，才能确保系统安全可靠的运行，保证操作人员的人身安全和设备的安全。

1.继电保护的概述

在研究电力系统故障和危及安全运行的异常工作情况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免受伤害，因此也称之为继电保护。继电保护的原理主要体现在以下几个方面。第一，当电路出现故障的时候，绝大多数的情况下都会发生电流突然下降、电压突然上升或者是电压、电流之间相位角发生改变的问题。继电保护系统能够抓住这一方面的改变。第二，通过利用电网正常情况下以及发生故障时各种物理量之间的不同，来做到电网的保护，避免电流过低过高、电压过高过低、电流电压的相位角不够正常，温度上升以及电压电流比值不够正常等问题出现。一旦接收到非正常信号，就会生成继电保护动作，非正常问题程度越是明显，跳闸的速度也会越快，从而能够在最短的时间内避免事故的发生。

继电保护的基本任务就是：（1）能够自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常的运行。（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件而动作与信号，以便于值班员及时进行处理，或者由装置自动进行处理或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除，此时一般不要求迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的时间，以免短暂的运行波动造成不必要的工作和干扰而引起误动。（3）继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预订措施，缩短事故停电时间，尽快恢复用电，从而提高电力系统运行的可靠性。

2.变电站继电保护二次系统接地的原因与意义

随着科学技术的不断发展，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技术水平要求也不断提高，二次系统也在朝着更加智能化、信息化和微机化的方向发展。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与安全性。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。二次系统继电保护设备的安全运行很容易受到其他因素的干扰，从而引发设备误动、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。

在电力系统的正常运行过程当中，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。接地就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，常见的接地技术包括工作接地、防雷接地、安全接地三种。可靠、合理的接地能够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伤害，对变电站设备的安全运行来说必不可少。

3.变电站继电保护二次系统接地技术方案

二次系统接地是指二次系统中电气设备和大地之间通过接地线和接地极进行的电气连接。其主要分为工作接地、安全接地、防雷接地三种。工作接地的目的是维护设备的正常运行；安全接地是为了预防工作人员因触摸漏电的设备而导致触电事故的发生；防雷接地的目的是为了放止雷电冲击对二次系统设备造成损坏；控制系统接地是为了防止二次系统因变电站的电磁干扰造成误动作或设备损坏，从而维持系统的正常运行。

3.1工作接地

所谓的工作接地就是指电力系统当中的某些点为确保电气设备能够正常工作而进行接地。电源的中性点以及接地装置之间使用金属加以连接，也就是说在确保变电设备运行的时候要接地，比如配电变压器中性点的接地以及发电机中性点的接地。屏蔽接地同样属于工作接地。在配电当中工作接地属于辅助，需要指出的是点位接线要避免外露，更需要避免同其他的接地系统之间连接。在正常条件下或者是出现事故的时候，工作接地都需要加以维护，从而确保变电站的输电设备能够正常工作。

3.2安全接地

二次系统的安全接地是指二次系统中的电气设备金属外壳和接地极相连，确保设备的漏电流通过接线进入大地，从而避免操作人员由于触摸二次设备发生触电事故，有效的保护操作人员的人身安全。安全接地设备电阻决定了其对地电压的要求，从安全接地的保护效果来看，要求电气设备的电压通过人体本身的电阻所产生的电流值应当在人体可承受的安全电流范围之内，这样才能达到保护人身安全的效果。在实际应用中很多用电场合为了达到安全用电的目的，对设备进行了接地保护和接零保护，但是没有对设备漏电的问题进行有效的防护，工作人员应该对这个问题引起注意，比如在某些地区的电气设备虽然进行了安全接地，但是其漏电电压产生的漏电流已经超过了人体所能承受的极限，一旦有工作人员接触则很有可能导致触电事故。

3.3防雷接地

雷电向来是影响到电网系统日常运行的主要自然灾害之一，特别是是对于那些频发雷电的季节以及地区，更需要做好针对性的防范措施，因此雷电接地技术的价值就体现出来。如果雷击变电站，还有可能会导致一次回路遭到非正常干扰或是二次系统遭到雷电电磁的干扰。其中电磁干扰会借助于输电线路的感应、传导以及辐射等不同途径，侵入到变电站二次系统当中的电子元件，从而导致二次系统发生严重的故障。变电站继电保护系统，常用的雷电接地设备主要是由下引线、接闪器以及接地装置等部分联合组成的。其中接闪器主要是用来改进抗雷击性能的金属物件，它能够直接接受雷击。接闪器主要包括避雷线、避雷针、以及避雷带等不同的形式。在户外变电站当中主要使用避雷针，确保电气设备以及建筑物都处在防范范围当中，防止发生雷击问题而使得电网瘫痪。在选择使用避雷设备方面，需要根据变压器特性以及电力设备特性来合理确定。

结束语

综上所述，接地技术方案向着经济高效以及安全稳定的方向发展，从而保证电网系统的正常运转。接地保护在输电过程当中有着不容忽视的重要价值，一方面能够保护电网设备，另一方面还关系着用户的用电安全，这就需要研究人员进一步深入研究继电保护二次系统的接地技术。

参考文献：

[1]张勇.变电站继电保护二次系统接地技术方案研究【D】.华北电力大学，2012.