淺談箱式變電站的接地方式

　　摘要：了解箱式變電站的特點及其不同的接地方式，將有利于箱式變電站更好地為發展配電網絡而服務。本文在綜合分析變電站四種接地方式的基礎上，從技術角度和經濟投資角度選擇，得出箱式變電站相對可靠的接地方式。
　　關鍵詞：變電站箱式變電站接地方式
　　中圖分類號：TM6文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)03(a)-0000-00
　　隨著我國現代化建設的深入和社會經濟的持續發展，為提高生產率和經濟效益，供電企業引進了很多西方先進技術，如采用在很多方面有優勢的無人值班的箱式變電站。如何選擇箱式變電站相對可靠接地方式，更好地發揮箱式變電站的強大功效，成為當前需要解決的一個問題。
　　1 箱式變電站及其特點
　　箱式變電站，又稱戶外成套變電站或組合型變電站，是一種高壓開關設備、低壓配電器和配電變壓裝置，實行全封閉運行和機電一體化。對城市電網的建設與改進尤其適用，是近年來迅速崛起的新型變電站。 隨著城市現代化和市場化建設的推進，供電半徑日漸縮小，城市變電站向節能、節地、小型化和無人管理發展，這些都為箱式變電站的產生和發展提供了廣闊的空間。
　　箱式變電站具有結構緊湊、占地面積少、組合方式靈活、供電質量高、損耗較低、通用性強、選址便捷、易與環境相協調、自動化程度高、操作安全可靠以及供電周期短見效快等一系列顯著的優點。不僅可以廣泛安裝到住宅小區、車站、港口、人行道等人口密集的場合，而且能與周圍環境融為一體，起到點綴和美化的作用。但是，箱式變電站也存在一些不足之處，如散熱性不夠、容易發生箱內腐蝕和凝露、存在火災隱患以及操作系統易受干擾等。解決這些問題需要很多方面的努力，選擇可靠適用的接地方式就是其中一項有效措施。
　　2 變電站基本接地方式
　　按照實際用途來分，變電站的基本接地方式有工作接地、防雷接地、防靜電接地以及保護接地四種，因此變電站的接地方式是否合理dILrG761D3+xj6MSelO0kQ==至關重要。這四種接地方式的布局是否科學合理，對人身設備乃至整個區域電網都會產生影響。
　　2.1 工作接地方式
　　工作接地，又稱配電系統接地，是指在TT和TN-C-S系統中能夠使電路和設備符合既定的運行要求的接地方式。工作接地的主要形式包括主變壓器中性點和站用變壓器中性點的接地。中性點直接接地形式通常被類似110RV—H220kV的大電流接地系統所采用，系統中的變壓器中性點往往存在直接接地運行和不直接接地運行的情況。如果系統遭遇雷電或者電壓超過頻率，變壓器中性點會運行不接地模式。而對于系統內中、低壓側有電源上網的情況，變壓器中性點則采用直接接地的運行方式。220kV系統變壓器中性點采用直接接地和間隙避雷針保護相結合的運行方式。
　　2.2防雷接地方式
　　變電站中的防雷接地，是指當變電站遭遇雷電襲擊時，把雷電通過裝置引入大地，從而保護系統不被損害的方式。原理是避雷器的其中一端與變電站的設備相接，另一端垂直連接地裝置。一旦發生雷擊，避雷器直接吸收大量雷電，電流經過接地網和接地裝置流入大地。變電站的接地網鋪設取決于水平接地體。水平接地體和垂直接地體存在互相干擾的情況， 110kV—220kV的變電站可使接地網與垂直接地極相連接。
　　2.3防靜電接地方式
　　防靜電接地是變電站靜電防護的關鍵一環。變電站現有的微機裝置抗靜電干擾能力較弱，因此設計適用于變電站的防靜電接地至關重要。在防靜電接地方式中，所有防護設備都處于同一個相等的電位接地網上。
　　2.4保護接地方式
　　保護接地，也稱安全接地，就是將平時不帶電的絕緣金屬結構部分通過導線與接地裝置可靠相連接的一種安全接地方式。保護接地一般適用于中性點不直接接地的配電變壓器系統中，確保設備因為絕緣失敗而產生漏電時不會引入或危及整個電網。根據保護對象的性質來劃分，變電站內部的設備可分為一次保護接地和二次保護接地。一次保護接地設備包括變壓器中心，高壓配電設置以及高壓電纜外皮等；二次保護接地設備包括二次繞組互感器、低壓配電裝置、控制屏、二次配置箱以及低壓配電金屬外殼等。
　　3 箱式變電站主要接地方式的對比分析
　　箱式變電站內部包含高壓柜設備、變壓器和低壓柜設備，這些設備的工作接地、保護接地、防雷接地、防靜電接地與變壓器的中性點通常是采用同一個接地網共同接地的。有一些特殊情況如臺架變壓器，將高壓避雷器接地系統、變壓器以及低壓接地系統分開，分別連接到兩個獨立的接地網中；而有的地方將高壓避雷器接地系統、變壓器以及低壓接地系統連接到同一個接地網。下文將主要從技術角度比較分析、從經濟投資角度選擇，得出箱式變電站相對可靠的接地方式。
　　3.1技術的角度
　　以上兩種不同的接地方式主要是從保護接地的原理出發的，從技術的角度來進行比較分析：第一種是連接兩個接地網的常規接地方式。其目的是為保證一次設備保護接地的安全性，對箱式變電站的一次保護接地設備如變壓器中心，高壓配電設置以及高壓電纜的金屬部分均實行兩個不同方向的主網接地點和雙向接地引入進行接地。如果在室內樓層布置時采用空芯電抗器，應當用絕緣橡皮將影響范圍內的鋼板連接點隔開，以防止臺架變所在樓層的鋼筋發生電磁環流。這種接地方式屬于傳統接地，由于分散到兩個接地網，會影響箱式變電站的穩定性。第二種是連接同一接地網的共用接地方式。主要是針對箱式變電站中二次設備保護接地的可靠性，這些二次設備連接在不同的接地網中，形成的電位差會導致動作誤設。因此所有互感器在二次回路時必須采用同一地點接地，即將高壓避雷器接地系統、變壓器以及低壓接地系統連接到同一個接地網。這種接地方式技術含量要求更高，性能較穩定。
　　3.2經濟的角度
　　從經濟角度來分析，建設連接同一接地網的共用接地方式或者連接兩個接地網的常規接地方式時，二者的經濟指標可以在工程設計人員的指導下根據工程實際情況進行具體優化安排。總體來說前期經濟投入水平相當，但是從長遠考慮連接兩個接地網的接地方式會遇到更多維修狀況，對變電站周圍環境的影響也較大。而連接同一接地網的共用接地方式返修率低、環保性和可持續性強。
　　綜上比較分析表明，連接同一接地網的共用接地方式比連接兩個接地網的常規接地方式更占優勢。其中共用一極的接地方式對選址要求較高，但條件一旦符