淺談10/0.4kV變電站系統接地與保護接地

摘 要：結合工程實踐，本文對于10/0.4kV 變電站在單相接地情況下的故障危害做了一個介紹，并且當單相接地時很容易導致電擊事故和絕緣損壞的產生，為了避免或者減輕這些問題造成的損失，講述了幾個措施以應對這些問題的發生。

關鍵詞：單相接地 變電站 保護接地

概述：

10/0.4kV變電站在電源的中性接地和電氣外露設備設置為接地點。后面所指是為了保護接地安全，后面的是為了系統接地或者是功能性接地。系統的接地方式有三種：單點接地、多點接地和混合接地。

單點接地：電路的地線接到公共地線點，避免產生回路。

多點接地：對頻率較高的電路適用，一般用電阻和電感來接地。

混合接地：對高頻采用電感接地而對于對低頻采用電容接地。

系統接地這樣的形式對于配電系統則是一個參考電位；在一定程度上對于系統對地的絕緣降低了要求；當高壓線路產生了接地故障的時候，會導致高壓線路故障，從而使得通過大地到高壓電源的線路有電流通過，使得高壓側繼電保護可靠動作，最后將問題排除。

如果低壓配電線路產生了故障，保護接地則可以有效地讓故障的電流通過其它通路，使電氣裝置的外露導電部分發生問題的接觸電壓或對地電壓有效降低，于此同時，問題電流還會有效的使得低壓配電線路上產生保護電器動作，及時切斷電源，避免了問題的擴大

一、10 kV 系統發生單相接地故障的原因

近年來，我國的電力系統一直都在升級換代之中，這在很大程度上也是為了使得供電安全更加的可靠。目前在10 kV的供電系統之中采用的還是電源中性點不接地的運行方式。這種供電電源中性點不接地的運作方式使得系統在正常運行時三相對地電容電流能夠基本平衡，三相對地電壓為相電壓。而當單相接地發生單相接地的故障時，接地相對地電壓這時是為零的，未接地兩相對地電壓這時增加成為線電壓，接地的故障電流這時也恰和未接地兩相對地電容電流的向量和相等。

在10/0.4kV變電站變壓器和高壓開關柜這些外露的電氣設備部分一定要進行必要的保護接地。從故障點經大地接地的故障電容電流由線路流向電源的時候，將會讓保護接地線上面的對地電壓迅速的變大。

10/0.4kV供電系統電源中性點是不會接地的，所以當產生了單項的接地問題時，配電系統的問題電流都會向電源處流動通過接地故障。10/0.4kV變電站的接地電阻按照要求是4歐姆，但是當單相接地的問題電容電流為10安培的時候，保護接地線上的對地電壓馬上就會變大到40伏特；當單相接地問題電流要大于10 安培，保護接地線上的對地電壓會馬上變大，當幅度超過了人體的安全電壓時候，就會直接危害到人員安全了。當這樣的故障電壓長期存在的時候就會對電氣設備的絕緣性產生很大的影響，此外，接地問題電容電流增大之后還導致起諧振過電壓，造成的危害可能更大。

二、10/0.4 kV 變電站接地方式與單相接地故障的關系

當電路正常運轉時，電流應該是從變壓器到設備的，而中性線路的電流則是由設備到達變壓器的中性點的，這個時候的中性線電流不應該流向接地設備，當電流流過變壓器中性點的路途中時。

10/0.4kV 變電站目前有220/380V壓系統和10kV系統，在我國這兩個系統中的10kV系統是不接地的，因而10kV系統要設置保護接地在其高壓開關柜和變壓器的外露設備部分。而對于220/380V系統則要包含保護接地和系統接地。

目前是采用共用接地還是分開接地還有待考證，在10kV系統的保護接地與220/380V 低壓系統的保護接地這兩個系統之中，這個在規范和相關文件中也沒有明確規定。如果220/380V低壓系統的保護接地和10kV系統的保護接地設置如果要單獨分開的話，當10kV系統產生了單相接地的問題，220/380V 低壓系統的保護接地線上電壓是不會產生任何變化的，此時只有高壓開關柜與變壓器等高壓電氣設備的保護接地線電壓會馬上升高。另外，10kV 系統產生了單相接地問題的時候，如果產生了危害，那么對于人身的安全危害也可以讓其限制在一定的范圍之內，不會導致大范圍的傷害。但是電氣設備絕緣由此而導致的的影響和引起諧振過電壓的傷害仍然有發生的可能性。

我們把220/380V低壓系統和10kV系統的接地裝置獨立設置是能夠輕易實現的，但是如果是對于一個建筑立面的10/0.4kV 變電站要實現這兩個系統的分開、獨立則會有很大的困難。但是如果單獨設置，當這兩個系統發生了單項接地事故的時候，那么全部的220/380V低壓系統的保護接地線電壓馬上就會全線變大，這樣的會產生很嚴重的后果。假設來自相同單位的10kV系統也發生了單相的接地故障，其造成的危害會更大，這一點必須要引起大家的注意，避免此類事故的發生，保證人員和財產的安全。

三、如何減小10/0.4kV 變電站單相接故障危害

a.目前隨著用電量的持續增加，10kV供電系統的規模由此也在逐漸變大，所以一旦10kV 供電系統發生了單相接地的故障，那么由于產生的電流急劇增加，我們可以采用分階段選擇性跳閘的方式切斷電流，這樣就可以有效的阻斷危害的發生，從而可以保證電力系統的安全可靠。

b.10/0.4kV變電站電源中性點的接地電阻要通過措施合理減少，這對于減少單相接地導致的危害有很大的作用。當建筑物內部設置有10/0.4kV變電站時，很容易使得10kV系統與220/380V 低壓系統共用接地的接地電阻接近1Ω，這樣就會有效的減輕單相接地的危害性。

c.單相接地保護設計合理，設計必須能夠保證跳閘的可靠和靈敏，最大限度的減輕危害的發生以及危害產生的后果。

結語：

10/0.4kV變電站系統接地與保護接地對于人員安全和設備安全都是至關重要的，當前對于10/0.4kV變電站系統接地與保護接地仍然有很多問題出現了，所以對于電力系統的專業工程師要嚴格按照有關規范和要求，努力做好自身工作，積極解決過程中出現的問題，努力提高其安全性，避免造成人員、財產損失。

參考文獻：

[1] 王厚余.變電所的系統接地和雜散電流[J].建筑電氣，2007（9）： 4-7.

[2] 王厚余.10/0.4kV 變電所的接地需要更新觀念[J].建筑電氣， 2009（11）： 3-6.