水电站低压配电系统接地分析邹义海

水电站低压配电系统接地分析邹义海

邹义海

（广东珠荣工程设计有限公司）

摘要：水电站是当前电力系统的重要组成部分，借助水利发电可缓解传统发电的能源消耗问题。水电站的低压配电系统是机组稳定运行的基础，为保障低压配电系统可靠，确保水电站的稳定运行，需合理展开低压配电系统接地设置。文章结合水电站特点，分析低压配电系统接地，旨意发挥低压配电系统功能，确保水电站服务能力。

关键词：水电站；低压配电系统；接地、TN系统

水电站的机组在实际的运行过程中，需要低压配电系统的支持，保障机组的可靠运行。通常情况下，水电站厂用电设备多以低压电动机为主，额定电压380/220V。为确保电厂低压配电系统的稳定运行，电气设备需要实施有效的接地保护。其中低压配电系统的接地方式存在不同，也会使得接地线形式存在差异，多以三相三线、三相四线、三相五线为主。而且水电站多选择TN系统接线，保障水电站低压配电系统可靠。本文对低压配电系统接地展开研究，分析水电站接地及低压配电系统可用接地方式。

1水电站接地的特殊问题分析

水电站接地装置主要是借助埋入水下和自然中自然接地体实现，接地错落分布，最终形成了均衡电位接地系统，可以满足水电站的实际需求。通常情况下，水电站设备多配制预留接地线抽头，可实现直接的连接，故此，可将低压设备视作等电位连接。

1.1一般要求

结合相关规定，需使得水电站低压配电系统的设备金属部件，均应接地。

（1）低压配电系统中的电动机、电器的底座与外壳，均需有效接地；

（2）配电、控制保护屏等的金属框架，需要合理进行接地设置；

（3）电缆桥架、终端盒等的外壳、外皮、钢管等均需接地；

（4）非金属保护套的电缆1~2根屏蔽芯线需接地。

1.2接地电阻

为确保低压配电系统的接地可靠性，具体的供电中，主要选择双层辐射供电，具体变压器为10kV干式变压器，低压侧为400V。其中电阻符合如下公式（1）。

R≤120/I（1）

上述公式中，R用于描述接地电阻，I为接地装置的最大入地短路电流，A。接地电阻R不宜超过4Ω，可借助水下接地、引外接地等方式，可以实现水电站低压配电系统的接地保护，若实测接地电阻达不到R≤4Ω要求，将设置人工接地体直到满足要求。

1.3N线的选择与验算

一般情况下，保护接地与工作接地属同一网络，在规避四芯电缆的基础上，可对原有接地网和自然导体进行利用，达到中线保护的效果，在具体的N线选择中，其允许载流需要符合如下几点需求。

（1）N线载流允许值应大于三相负荷不平衡所引起的零序电流，三相变压器N线电流≤25%V额定电流。

（2）厂用主盘与分盘间需能适应单相负荷不平衡所致的零序电流。

（3）需满足Id”≥4INR，或Id”≥1.5IR，其中INR为熔断器的额定电流，IR为整定电流。

（4）如果不符合上述要求，则可设置可自动切断的保护装置。

（5）需满足热稳定需求。

1.4N线选择的一般方法

为确保水电站低压配电系统的可靠性与功能性，需要合理的实施得N线选择，具体的选择中，需要选择适宜的方式，保障选择的可靠性。现对具体的方法进行阐述，内容如下。

（1）厂电变压器中性点引出的N线。它需要结合实际情况进行选择，如果变压器的容量大，可借助裸铝母线完成。如果电缆连接，可将第4芯作为N线，实现连接。

（2）电缆供电线路的N线。对于这部分如果选择4芯电缆，则需将第4芯作为N线。如果为三芯电缆，则取金属包皮为N线。

（3）分盘至负荷点的穿预埋钢管电缆多为三芯电缆，故此，可将钢管作为N线，为保障安全性，需进行的接头处跨接。对于蓄电池的场所，需要注意的是不可以使用预埋钢管作为N线。对于潮湿场所，也不可以采用钢管作为N线，主因这类场所钢管容易发生锈蚀现象，影响钢管的导电特性，干扰N线的接地效果。

2水电站一般可用接地方式

结合上述，水电站低压系统一次接线原理图可遵循如下图1所示的接地方式，借助这种接地方式，可以满足水电站低压配电系统的实际需求。

图1接地方式

（1）按照上图的方式，可以发现，主盘至分盘处，择取四芯电缆，且PEN在主盘接地，分盘同样接地。这种方式，可保障接地效果，降低安全隐患。

（2）上图中，分盘与电动机之间，具体择取三芯电缆连接，各个设备的外壳均接地。

（3）为进一步保障主盘的可靠性，于主盘设置零序电流保护装置，实现对主盘和变压器的保护，从而保障低压配电系统的可靠性。

结合这些低压配电系统的接地方式，可以实现对低压配电系统接地，并实现对水电站的设备保护，确保水电站的服务能力，确保水电站的功能性与可靠性。

3水电站低压配电系统接地注意事项

在具体的水电站低压配电系统接地的可靠性，需要对具体接地的可靠性展开研究，本文结合实际情况，对水电站低压配电系统接地的一些常见错误进行研究，为实际的接地提供参考。

3.1照明系统无PE线

水电站低压配电系统中，照明系统的接地极其容易被忽略，使得水电站多数灯具未配置有效接地。除去绝缘材料的灯具外壳没有接地外，还存在金属外壳灯具没有接地。这种情况下，容易带来危险。如下图2所示，为水电站低压配电系统常见的错误接地方式。

图2错误接地方式

如下图所示，事故电流接触人体，并与大地之间形成回路，具体为IK=U/（Ro+Rr），行业规定安全电流为10mA，如果超出标准，则会对人体造成危害，且经计算论证，说明照明系统，如果没有有效PE线，可带来严重安全隐患。为防止这类事故发生，需区分PE线与N线，并有效保障照明设备的可靠接地。

3.2PE线代替N线

水电站低压配电系统的临时电源设置，存在部分三相设备未引入N线，这种情况下，部分工作人员为了节约时间，则直接将N线与PE线连接。尽管临时设备会处于正常工作状态，但是，如果具体回路中，配置漏电保护开关时，则可能会导致开关误动的情况，进而造成低压配电系统的整体可靠性问题。针对这种情况，需要注意PE线不能取代N线，实际工作，需要遵循具体标准，提高对低压配电系统接地认识，减少肆意接线的情况，确保低压配电系统功能。

3.3断线问题

水电站低压配电系统，接地断线的几率相对较小，但是，仍旧可能会出现断线的可能，受到接地断线的影响，可能会对低压配电系统的整体可靠性造成干扰，带来安全隐患。故此，需要注意对断线问题的处置。其中，导致断线问题包括：人为、老化、虚接等问题。实际的低压配电系统维护过程中，需要注意对接地系统的维护，保障接地系统的连接牢固，并定期展开有效维护，改善接地系统老化问题。

综合上述几点问题分析，实际的水电站低压配电系统接地系统，需要注意对这些问题的控制和处理，保障接地的有效连接和正确连接，降低不良问题的发生，进而综合推动水电站低压配电系统的功能性与可靠性。

参考文献：

[1]陈姗姗,崔智婕,赵代弟.关于电厂的低压配电系统安全性分析[J].工程技术,2016(12).

[2]涂建春.基于低压配电接地方式分析及故障保护防范[J].福建建材,2017(1):91-92.

[3]王伟.提升电厂低压配电接地系统安全性的途径分析[J].数字化用户,2017,23(43).