配电变压器接地工程设计

配电变压器接地工程设计

杨玉玲

 福建亿兴电力设计院有限公司南安分公司

摘要：电力网建设中，如何选择合适的接地方式关系到系统可靠性以及安全水平，是配网建设的重点和难点之一。本文对配电变压器的接地工程进行研究，分析不同的接地方式的影响，从而选择合适的接地工程，期望以此作为相关研究的参考。

关键词：配电变压器；接地工程；研究设计

引言

配电变压器是电网的重要设备，关系到电网的稳定和电力完全。从我国的配网变压器的接地方式来看，通常选择中性点非有效接地方式，该接地方法稳定性高，但是依然存在较多的问题，会引发相应的故障。为了适应电网的发展，配电变压器的接地方式的要求也在不断变化，因此需要对配网变压器接地方式进行综合研究，从而针对当前的电缆电力网，选择合适的接地方法，以减少电网故障，提升电力安全。本文结合具体的变电站接地工程，参考以往的研究资料，对变压器的接地参数进行优化，从而选择合适的接地方式。

1 配电变压器接地方式的影响

配电变压的接地方式对电力系统具有多方面的影响，因此在配电变压器接地工程设计中，需要考虑多种相关因素，合理优化接地方式。

1.1 供电可靠性

供电可靠是配电网考虑的第一要素，安全稳定的配电网是电力安全的保障，也是居民生产生活用电的基础。单相接地是配电变压器常见的问题，如果单相接地会产生较大的电流，从而出现故障。因此在配电变压器接地时，需要考虑到供电可靠性，选择合适的接地方式，消除故障，从而确保用电安全。

1.2 绝缘水平

绝缘水平是判断电气设备是否安全的重要指标，选择变压地接地方式时，需要结合其绝缘水平。由于绝缘水平会影响到设备投资和设备安全可靠，与最大工作电压相关，因此需要充分考虑相关因素，避免过电压，接地程度越高越好。

1.3 继电保护工作可靠性

继电保护一直都是变压器接地的重难点，消除护线圈以后的接地系统中，单相接地状态下电流小于正常负荷，因此接地保护不具备选择性。如果出现单相永久性接地故障，会影响故障的出率效率，也需要人工拉闸进行线路故障排查。因此在变压器接地选择时，需要充分考虑机电保护工作，确保继电保护工作可靠，灵敏度高，判断能力强。

1.4 人身安全

如果出现单相接地故障，中性点接地故障周边可能会产生跨步电压，危害人身安全。在选择变压器接地方式时，需要充分考虑人身安全，选择有效的空时限制接地电流，从而保障人身安全。

2 配电变压器接地方式优化要求

2.1 接地参数要求

根据规程规定，如果配电变压器的容量＞100kVA时，节点电阻≤4Ω；而变压器容量＜100kVA时，接地电阻≤10Ω。因此在设计中，需要充分考虑到配电变压器的容量大小，选择合适的接地参数。如果变压器接地出现故障，接地电阻会发生变化，对设备和人身安全均会造成影响[1]。

2.2 对材料和环境的要求

从配电变压器接地材料的选择来看，接地装置应该尽量选择自然接地极，确保接头处由可靠的电气连接，确保接地可靠稳定。为了保障接地可靠，需要将接地装置敷设在低电阻区域内。因为接地电阻和土壤电阻率成正比，因此应该选择低电阻区域，尽量避开高电阻区域，并且尽可能靠近负载中心。

2.3 避雷要求

在配电变压器接地后，高压侧避雷器放电电流会很大，其接地电阻压降很高。如果高压降作用在低压线圈，会出现低压线圈电容价额，从而产生先权激励，出现很高的感应电压。因此在配电变压器的接地工程中，需要重视避雷处理，以免出现高压侧避雷器产生很高的点电位，击穿损坏变压器[2]。采用相应的措施限制低压线圈承受电压，可选择接线鼻板、拉紧螺栓等方式，避免不良电流引发发热烧断。

3 变压器接地工程设计

针对配电变压器的接地工程，需要在中性点非有效接电配电系统中，引入智能接地装置，并且在配电终端设置相应的故障指示，确保接地可靠，保障电网稳定运行。

3.1 单相接地选线和定位

对于配电变压器中性点接地系统，选择投入脉冲的接地遍野器，以此增大单相接地馈线上游的零序电流，以此为基础实现选线和定位。对于接地系统而言，如果发生高阻接地故障，系统会流过一定的不平衡电影，因此在设计中，设置一个告警定值，可以有效给予警告。当保护动作定值高于告警定值的时候，可以发生保护。如果发生高度接地故障，可以增大变接地变压器阻抗，以方便选线和定位。针对中性点经弧线圈接地系统，投入一个与消弧线圈并联得中电阻，可以增大单相接地馈线上游零序电流，以此选线和定位[3]。

3.2 TN-C系统选择

配电变压器低压侧东兴店接地，和高压侧避雷接地共用一个接地装置，通常选择TN制式。从TN制式来看，常见的TN制式可分为TN-S、TN-C、TN-C-S等不同的系统。从居民的选择来看，TN-C-S系统具有稳定性高的特点，居民用户可选择TN-C-S系统；而从配电变压器到主干线可选择TN-C系统，而从该线路到工厂车间可选择组合系统，到居民区的支线可选择TN-S系统。为了保障车间用电安全，车间设备的外壳应该单独设置接地系统。

在TN-C系统的选择中，需要注意以下问题：设备必须所有接零，不能够部分设备接地，部分设备不接地；因为从设备来看，设备外壳不能单纯采取接地措施，如果设备外壳接地后相线碰撞外壳，可能会引发开关故障；而且人体接触设备外壳时，当设备外壳没有接零，会产生较大的电压，从而引发人身安全事故，因此低压节电系统中的设备外壳不能单纯地选择接地方式，不能部分设备接零，部分设备接地。

3.3 低压侧中性点接地

配电变压器的低压侧中性点接地也被称为工作接地，工作接地十分重要。一方面来说，低压侧的工作接地能够减轻高压窜入低压的风险，在低压侧中性点接地的情况下，如果高压线圈击穿低压线圈，低压侧中性点接地也能够形成分压回路，从而减轻高压造成的影响、另一方面，低压侧中性点接地可以减轻一向相接的风险，如果发生一向接地，设备外壳及中性线产生对地的相电压，人身接触会产生较大的危险，故障的时间越长，则风险越大；低压侧中性点接地，可以降低设备外壳及中性线对的电压，从而减轻一向相接的风险，将对的电压控制在安全范围内。

3.4 重复接地注意事项

重复接地的作用主要体现在以下方面。第一重复接地可以减轻零线断线时的触电风险，如果发生零线断线，而又没有重复接地，接零设备会发生漏电，从而产生全相电压；而如果有重复节点，可以降低相电压，从而降低触电风险。第二，重复接地可以降低漏电设备的对地电压，从而降低出现风险。第三，重复接地可以与贡多接地构成零线的并联分支，如果出现单相短路的情况是，可以增大单相接地短路电流，从而缩短跳闸时间，降低短路引发的风险[4]。第四，如果架空线路上的零线重复接地，可以起到分流雷电流的作用，可以减少雷电的影响，限制雷电过电压，保护线路。

在重复接地的设计中，需要注意以下要求。第一，在户外架空线路的重复接地设计中，应该采用集中重复接地设计。第二，解控线路的终端，如果分支线超过200m，需要设置重复接地。第三，当低压电力电缆选择金属外壳，需要设置重复接地。第四，如果高低压线路同杆敷设，应该在两端低压零线处设计重复接地。第五，重复接地的接地电阻应该控制在10Ω以内，并且低压工作接地电阻在4Ω以内。第六，电气设备的接地和接零线不得串联，如果是车间内部，可选择环形复杂多点接地设计。

4 结语

总而言之，配电变压器接地工程是一项复杂的电气工程，必须做好保护接地、防雷接地、工作接地等各项要求，并且选择合适的接地方式，从而确保接地工程安全稳定，符合居民的用电需求。在本文的研究中，通过优化配电变压器的接地工程设计，在高低压侧都安装避雷器，并且合理设置相应的接地设计，选线准确、定位精准，确保系统云慈宁宫安全，可能够保障贡献可靠。

参考文献

[1]李雷，罗容波，王岩，等．基于10kV配电网PT频繁故障的仿真与改进措施研究［J］．电力系统保护与控制，2014，42（14）：132-137．

[2]薛永瑞，李娟，徐丙垠．中性点消弧线圈接地系统小电流接地故障暂态等值电路及暂态分析［J］．中国电机工程学报，2015，35（22）：5703-5713．

[3]薛永端，张秋凤，颜廷纯．综合暂态与工频信息的谐振接地系统小电流接地故障选线［J］．电力系统自动化，2014，38（24）：80-85．

[4]唐金锐，杨晨，程利军．配电网馈线零序电流随过补偿度动态调节的变化特性分析［J］．电力系统自动化，2017，41（13）：125-132.