电力用户配电网络单相接地保护配置方案探讨

电力用户配电网络单相接地保护配置方案探讨

桑宝彬

国网唐山市曹妃甸区供电公司 河北唐山

摘要：我国电力用户配电网大多采用中性点非有效接地运行方式，对于电力电缆较多的用户主要采用中性点经消弧线圈的接地运行方式，本文主要针对该类系统发生单相接地故障时的单相接地保护配置方案进行探讨。

关键词:电力用户;配电网;接地保护

引言

近年来，电力系统接地的可靠性、安全性一直受到生产运行以及设计部门的高度关注。所以，为了能够让电力系统正常且稳定的运行，一定要强化对接地技术的研究，能够明确该技术的应用现状，加大分析和优化力度。

1电力用户配电网络单相接地保护配置的重要性

运行故障数据表明，在用户配电网中单相接地故障占比较高，即使是电缆占比较多的配电网络，很多两相接地、三相短路等故障也是由单相接地故障发展而来。对于电缆单相接地故障，一般都为永久性接地故障，一旦发生单相接地，不可能自行恢复正常运行。电缆金属性单相接地时，系统中非故障相对地电压会升高约3倍，如果发生间歇性弧光接地，还可能产生幅值更高的过电压，对系统绝缘构成严重威胁，可能导致系统中部分绝缘薄弱点容易发生绝缘击穿，进一步发展成相间短路故障、多点接地等故障，引起系统电压暂降及电压波动，部分敏感低压设备可能会停电，停电范围及影响范围可能会进一步扩大，影响用户现场生产及相关业务工作，带来额外的损失，严重破坏系统安全运行，降低了供电可靠性。因此，当发生配电网发生单相接地故障以后，务必要尽快明确接地故障线路并快速切除，防止故障进一步发展造成不良后果。

2接地保护原则

为有效避免使用的电力系统装备接地效果受到影响，技术人员应该遵循接地保护原则。在大型轨道工具作业时，接地处理和3个以上的接地点是必备的，另外，1~4Ω是电力系统连接节点处可控的电阻率范围。接地保护是应用在电力系统设备导线外露的情况下，主要是在外露的导线并没有产生电流的情况下对其进行接地保护，从而使得工作人员在触碰外露导线时不会出现安全事故。这是任何金属外壳和装备进行接地处理时的必要措施，这样能保证每一个工作环节的工作人员在接触金属外露的部分时不会造成故障问题。

3单相接地故障分析

对于中性点不接地的配电系统，发生单相接地故障时有以下特点:接在同一电源上的全系统都会出现零序电压，接地线路与非接地线路都有零序电压，无法进行区分;非接地线路的零序电流为本线路自身对地电容电流，容性无功功率方向由母线流向线路;接地线路的零序电流由全网络非接地设备对地电容电流之和，容性无功方向由线路流向母线。对于中性点经消弧线圈接地的配电系统，发生单相接地故障时有以下特点:一般采用过补偿运行，接地流过的是感性电流，接地线路与非接地线路容性无功方向均由母线流向线路;其余特点基本与不接地系统基本相同。

4电力用户配电网络单相接地保护配置方案

4.1选择合适的线路接地设计

设计人员设计输电线路防雷接地时，为了全面发挥防雷接地设施的作用，保障输电线路的安全运行，这就需要设计人员选择合适的接地方式，提高设计方案的科学性。具体设计时相关人员需要全面掌握线路经过区域的环境情况，如准确掌握土壤电阻率等。以此为基础进行接地方式的选择，如果存在较低的土壤电阻率，设计人员综合考虑后直接选择自然接地方式，通过杆塔基础、拉线等方式完成防雷接地，有效控制雷击发生时杆塔接地电阻土壤增加；此外，土壤电阻率较高时要综合考虑区域情况，选择多种方式融合的接地方式，如负荷接地、外引接地等，注意接地体埋设深度，通常埋深需要≥0.8m，架空杆塔防雷接地电阻≤10Ω，提高设计方案的可行性。

4.2优化配电网设备保护技术

根据配电网络运行实际情况，发现时有发生配电变压器、线路遭受雷击而损坏的事故，为了保护配电网络中的线路与设备，技术人员要加强对配电变压器高压侧、低压侧的防雷接地保护，安装避雷器。根据配电网络的有关技术要求，10/0.4kV配电变压器，高压侧与低压侧都在靠近变压器的位置安装防雷避雷器，保证配电变压器、配电线路的正常运行，具体安装技术为：（1）安装位置选择在变压器、高压熔断器之间。（2）采用“三位一体”法进行防雷接地引线的安装，将避雷器接地引线、配电变压器外壳、低压侧的中性点相连接，将其与接地装置连接。（3）在变压器的低压侧出现位置，安装一组低压避雷器。采用“三位一体”的安装法，是由于在配电网络运行的过程中，配电变压器的高压侧往往安装FS-10阀型避雷器，一旦发生雷击，雷电电流经过接地电阻，会产生电压降；此时雷电流过避雷器会产生残压。两者结合作用于变压器绝缘装置，产生较高的电压。因此，可以选择将变压器外壳与接地线共同衔接接地，这样就会让残压作用于变压器上，避免产生叠加高压。此外，技术人员要想提升配电网络的线路与设备防雷接地保护能力，就要加强对接地装置质量的把控。保证基地装置质量参数符合规范要求，实现分流作用，保护配电变压器与线路。在接地装置的安装中，技术人员要合理选择接地材料，考虑年限、机械强度，控制接地装置规格大小，且利用螺丝固定接地装置的连接位置；要在可能产生化学腐蚀的位置进行热镀锌处理，对裸露在外的部分涂防锈漆；若发现土壤电阻率较大，可以使用置换法，降低接地电阻值，促使其符合技术规范，保证接地装置的良好运行状况。

4.3接地装置的测试评估

通过深入分析和研究接地装置可以明确，其最为关键的作用就是能对电雷电流实施散流，以便电力系统设备的运行可以更加稳定、安全，人们的生命安全能够有所保障。当前，虽然我国电力行业发展越来越好，电力系统的运行效率和水平也大大提高，但是，雷电引发的安全事故出现却越来越频发，危险性非常大，对电力系统运行的安全性造成了极大影响。结合国内以及国外运行经验和理论，在根据实际现状的基础上，适当的提升接地网性能，能够达到雷击保护的效果。并且，国内一些专家学者也对这一问题进行了深入探讨，并能够从土壤放电特性以及接地装置影响等层面加以考量，对接地装置展开了精准的测评。

4.4重视继电保护器

继电保护器是继电保护技术中主要应用的设备，其使用种类和作业场所的环境都会对其正常使用产生影响。电力企业应该将继电保护器安装到固定电源处且远离对电力系统产生安全隐患的因素，从而保证继电保护器的正常使用。另外，安装具有报警器的继电保护器是必要的，这使得电力企业中的工作人员可以及时通过警报发现设备的故障和安全隐患，从而提升供电工作的质量。

结束语

在电力系统运行过程中，接地技术对系统安全、稳定运行有着非常大的影响，该技术在变电站以及发电站电力系统中的应用非常广泛，能够有效提高电力系统的安全系数，也可以让电网电流电压处于稳定的状态。近年来，电力运行以及生产部门对于电力系统接地技术的关注度非常大，并强化了对技术的研究。所以，在今后的发展期间，还应该进一步优化接地技术，保证其能够满足现阶段电力系统的运行需求。

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