小电阻接地装置在电力系统中的应用

小电阻接地装置在电力系统中的应用

朱桂梅

肇庆市南兴电力工程有限公司 526100

摘要：本文简述了小电阻接地装置特点，并对其接地保护方式进行了深入分析，以高速铁路电力系统为例对其具体应用内容进行了阐述，希望能为同行业工作者提供一些帮助。

关键词：小电阻接地装置；电力系统；应用

对于电力配电系统来说，其所对应的中性点运行方式主要有三种，分别是不接地、直接接地以及经消弧线圈或是电阻接地。通常情况下，将在高电阻辅助应用与中性点不接地条件下满足应用效果的系统称之为小接地电力系统；而在小电阻或是直接接地条件下的系统称之为大接地电流系统。

不同的中性点运行方式使得其对应的工作条件与技术特性也有诸多不同，从实际情况来看，其与设备的绝缘性、运行可靠性以及保护措施的应用效果等均有着极为密切的联系。在主电路有单相接地故障发生时，此种情况下相较于电容分量电流，电阻的分量电流能够达到其1.05至1.1倍左右。而中性点在小电阻接地装置的辅助下，既能够达到限制故障电流的作用，还能够确保其所对应的继电保护环节具有选择性与足够的灵敏度，即使出现故障也只会造成微小的局部损伤。

1 小电阻接地装置特点

大接地电流系统所对应的为中性点经小电阻接地的配电系统，其中所包含的小电阻可以归属为阻尼元件。在这种情况下，一旦由于外界因素致使系统线路产生单项接地故障，那么故障与小电阻之间将会形成回路。因此，需要保证小电阻耗能功能的发挥完全性，以确保电动电流释放的及时性，并针对回路中所存在的电流采用零序保护，将系统中存在的线路故障完全切除^[1]。其在保证接地系统应用效果的同时，也是确保配电系统运行稳定性与安全性的重要基础。

相较中性点不接地、直接接地与经消弧线圈接地形式，小电阻接地装置的应用特点主要包括以下几个方面：

第一是能够明显降低单相接地工频过电压，既能确保谐振过电压发生条件被完全破坏，也能对其中涵盖的断线与PT谐振过电压进行消除。针对于单相接地情况，此时的接地电压极低，而在金属性接地的情况下，此时的对地电压已经降到了零，从而导致其余的两相对地电压有明显升高；第二是能够大大降低触电事故的发生风险，尤其是在接地点对地电压极低的情况下，此时接地点周围存在的跨步电压同样极低，这种状态对于接地点周围的行人产生的危害将大大缩减^[2]；第三是若是出现单相接地故障，在特殊的接地装置的帮助下能够快速对故障线路进行定位，保证切除的及时性，从而缩短设备的电压通过时间，对于设备的绝缘水平有着积极影响，有效提升了系统运行可靠性；第四是从当前的中性点经电阻接地配网系统的实际运行情况来看，电阻值不大的情况下，一旦接地电弧有熄弧的现象出现，则此时的零序残荷可以通过所提供的通路路径进行泄放。而若是存在下一次的燃弧情况，则其对应的过电压幅值与单相接地故障情况下的数据相同，从而降低了多次燃弧与熄弧现象的发生风险，避免了电压幅值出现剧烈变化的现象；第五是由于小电阻接地的特殊性，使得即使线路中存在故障，也能在继电保护的作用下实现线路装置的自动跳开，从而避免了人工定位故障与切除故障现象的发生风险；第六是因其独特的接地方式，将其应用至10千伏电网中时，可通过采取氧化锌避雷器以提高其避雷效果。

2 小电阻接地保护方式

2.1装置配置要求

经过小电阻接地后，其对应的保护装置能够对其进行有效配合，以实现缩小停电故障范围的应用目标。针对于单项故障，其对应的故障电流同样会有所增大，继而产生零序电流，因此针对其添加零序保护极为关键。在针对其对应的不同时限采取保护措施时，还需要对其配置进行考虑：

第一是在线路中所采用的零序电流互感器与能够反应出工频电流值的零序电流接地保护，可以用于单相接地主保护，其对于跳闸有着极为重要的作用；第二是通过对整定值加以保护，以避开线路段中存在的电容电流；第三是其所遵循的零序动作定值整定原则所对应的零序速断的时间应保证在0.2秒左右，尤其是对于快速开关，其级差应保证在0.5秒或0.3秒左右^[3]；第四是选择灵敏度。针对于金属性短路现象，从与10千伏馈出线路的比较情况来看，其运行的电容电流要比金属性短路所产生的电流要小得多，因此采取此种方式用以确保其运行的灵敏度绰绰有余。但若是存在过渡电阻接地情况，此时的运行电容电路有着偏大的出线回路，针对于此种情况其灵敏度可能会存在不满足运行需求的问题。而对于平常的电缆电路，由于其所对应的单项接地过渡电阻较小，因此其灵敏度一般来说均会满足线路的运行需求；第五是对于零序CT，此时以选择套在三相电缆中的单CT方式为最佳，以降低3CT误差与饱和差异情况下的不平衡电路的发生风险；第六是若是其出线为双电缆，两CT接线方式应保持并联；第七是在小电阻接地系统的单项接地条件下，即使出现故障，故障点位处所存在的电流也与其所对应的保护定值一般情况下也较小

^[4]。针对此种情况若是选择应用合成法通常情况下无法满足零序电流的产生需要，对于其出线情况，可以选择以电缆外套安装的方式用以对CT进行拆卸。而对于采用套状CT的情况，此时应尤其注意电缆的接地线穿入方式，并应对CT的二次连片的安装牢固情况进行严格检查；第八是由于接地变零序CT在安装时一般被放置于小电阻与接地变之间的引线部位，此时若是接地变对应断路器不是其所专用，那么在对其零序进行保护时所需要遵循的一、二、三段时间的情况顺序应为：掉母联、掉主开关以及切除主变，在此种情况下其所对应的接地变将没有进行其他保护类型的设置需要。

2.2小电阻接地装置的具体安装要求

首先确定好基础位置，将小电阻接地电阻柜放置于基础位置并做固定处理，并需要将后下门打开，随后将电缆穿入到电阻柜中，并与刀闸的定端子相连接；其次是应对回路直流电阻进行测量，使用的仪器为单臂电桥，确保其与出厂报告值相吻合；第三是在测量一次回路绝缘电阻时，应拆开位于接地线与电阻尾端的最上端瓷瓶连线，并需要利用2500伏的摇表对其进行测量，其对应的绝缘电阻值应大于100MΩ^[5]。另外若是有工频耐压试验的应用需要，此时该联线应及时拆除；第四是隔离开关应与电阻器的一端紧密相连，另一端应置于柜体接地角铁处，在底部零序电流互感器的应用下确保接地的可靠性。

2.3小电阻接地装置的使用与维护

第一是应确保隔离开关与电缆进线之间的端子的相连可靠性；第二是若有电动操作隔离开关需要，应保证前置开关柜的断路器处于分闸状态，其柜门也应闭锁完全。分闸时按动按钮绿灯亮，合闸时按动按钮红灯亮；第三若是由于一些不确定因素影响了隔离刀闸的电动操作，则在进行手动分合刀闸操作时应根据手动操作轴的箭头指示执行分合操作任务；第四是有检修需要时应将开关置于连锁档，避免隔离开关电动操作产生操作风险，威胁到人身安全；第五是电阻柜仅需要定期查看元件连接处连接状态即可，每年对其进行一次的系统性检查即可满足其维护保养需求。

结语

综上所述，小电阻接地装置由于具有多种应用优势，使得其在应用于各个领域中时，供电线路的可靠性有了明显提升，对于降低线路运行损失、提高线路运行安全性有着极为重要的现实意义。

参考文献

[1]董凯达,蔡燕春,余群兵,张少凡.小电阻接地系统灵活高阻接地保护研究[J].广东电力,2019,3201:109-117.

[2]曾德辉,王钢,李海锋,刘胤良,郭敬梅.小电阻接地配电网多回线故障分析与自适应零序电流保护[J].电力自动化设备,2019,3905:45-52.

[3]熊卫红,毛兴华,李景禄,张春辉,李平,潘子仁,林俊超.小电阻接地方式对人身安全的影响及智能电阻接地方式研究[J].电力系统保护与控制,2019,4714:166-172.

[4]关灿强.变电站10kV小电阻接地系统运行方式分析[J].机电信息,2019,27:8-9.

[5]臧宏志,王羽田,张凯伦,王宪.小电阻接地方式在山东配电网中的应用研究[J].国网技术学院学报,2019,2206:9-12.