JZ25-1SCEP35KV海缆中性点接地方式优化及接地保护方案研究

JZ25-1SCEP35KV海缆中性点接地方式优化及接地保护方案研究

高健

（中海石油（中国）有限公司天津分公司辽东作业公司，天津300452）

摘要：JZ25-1SCEP至JX1-1CEPA的35KV海缆中性点原采用消弧线圈接地，在2015年海缆发生短路故障后，经分析采用电阻接地方式更适合海上电网现状。本文即从消弧线圈接地问题出发，对接地方式进行改进，提出利用电阻接地，对电阻容量等进行计算分析，针对原35KV系统无法安装零序CT，接地保护无法实现的问题，提出采用二次侧加装零序CT，配合选线装置实现接地保护的方案。另外，本文针对JZ25-1SCEP发电机母线电容电流超标问题，提出利用Z型接地变电阻接地，配合接地保护，实现单相接地的快速切除的方案，并进行了相应选型计算。

关键词：海上电网；海缆；中性点接地方式；电阻接地；选线装置；

1.概述

1.1JZ25-1SCEP电力系统概述

JZ25-1SCEP安装有四台6300V额定容量15539kVA主发电机，经两台6.3/35KV10000KVA变压器升压至35KV，通过35KV海缆送电至JX1-1CEPA平台，海缆总长度29.8KM。JZ25-1SCEP经两台6.3/35KV6300KVA变压器升压至35KV，通过35KV与电网实现并网运行。

JZ25-1SCEP两台6.3/35KV10000KVA变压器中性点采用消弧线圈接地，正常运行时一台变压器中性点接地，一台中性点退出。

JZ25-1SCEP电力系统单线图如下：

1.2背景

2015年12月25日锦州25-1南至金县1-1海缆发生单相击穿事故，经过DNV及专家审查会审查，发现35KV接地电容电流偏大，现有消弧线圈接地方式已不适合电网运行，需要进行中性点接地优化设计。

同时现有消弧线圈接地系统无法实现单相接地的快速切除，在非海缆回路发生单相接地时，靠人工切除故障时间过长，海缆（尤其是检修后海缆）难以承受长时间过电压，扩大故障范围，为更好的保护海缆，金县1-1CEPA和WHPB平台在海缆发生单相接地时需要瞬时将故障切除，因此将消弧线圈接地改造为电阻接地。

经测试，锦州25-1SCEP6.3KV发电机母排系统电容电流已超过规范要求，发生单相接地时，无法快速切除故障，容易损坏发电机，为满足规范要求，需进行接地设计。

3.2.2选线技术比较与确定

由于消弧线圈补偿作用，接地故障电流幅值大幅下降，利用零序电流或谐波幅值及功率方向作为判据的选线原理准确率大幅下降，甚至无法选线，针对这种状况，出现了最新的适用于消弧线圈接地系统的选线技术方法：

a、暂态电量法[2]

采集接地瞬间故障电流的特征量，通过接地瞬间故障线路独有的特征量进行判断选线。这些特征量受系统及接地情况影响很大，不易形成统一的判据，该方法理论分析及局部试验可行，在陆地电网还缺乏实用案例。

b、异频信号注入法

接地发生时通过母线电压互感器二次注入异频电流信号，在一次侧感应的异频电流信号只通过接地点流过线路，流过每条线路安装的专用探头检测接地线路。这种方法接线简单，无需零序电流互感器，但准确度受传感器的质量、安装位置及方向、相邻线路的护肝作用等因素的影响较大，且传感器的灵敏度与其抗干扰性难以兼顾，使其准确度尚未满足较高要求。

c、小扰动检测法

在接地过程中短时内使消弧线圈补偿度在小范围内变化，同时比较各线路零序电量的变化量，接地故障的零序电量变化量最大，从而被选出，该方法选线准确率较高，但该方法仅适用于具备可控快速调节功能的高阻抗变压器式消弧线圈，应用面窄，且高阻抗变压器式消弧线圈易损坏，热稳定性不好，有谐波污染，不适用本项目调匝式。消弧线圈。

d、残流增量法

单相接地发生后，在消弧线圈补偿过程中利用特殊方法短时间使接地残留足够大，从而可沿用零序稳态工频幅值及功率方向的判据，通过对比各线路零序电流幅值及功率方向来选择接地线路。该原理改善了选线的准确率，但仍存在选线盲区等问题，效果仍不尽人意。

5.结论

通过将消弧线圈接地改为电阻接地，避免了单相接地补偿电流不够导致的烧毁海缆等事故，减少事故损失；通过电阻接地装置的应用，减少35KV系统因接地引起海缆等高压设备绝缘损害的危害；通过JZ25-1SCEP接地电阻应用，避免了发电机因单相接地故障损坏隐患，保障了平台正常生产，可有效减少停产损失。

参考文献

[1]任元会，工业与民用配电设计手册，中国电力出版社，2005。

[2]吴军基,杨敏,杨伟,张俊芳,暂态高频分量能量法小电流接地故

障选线,电力自动化设备，2004.6。

[3]苑舜;张磊;蔡志远;宋云东;电缆网故障选线方法的研究[J];高压电器;2011年01期。

[4]黄焕鹏，Z型接地变压器在谐振接地系统中的运用，电力设备，2010，7。

作者简介：高健(1984年10月—)男，汉族，河北沧州人，本科，高级职称（高级工程师），研究方向为电气工程