接地問(wèn)題對(duì)變電站運(yùn)行的重要性

吳鑫 熊泳璇

摘 要：接地網(wǎng)在變電站運(yùn)行中是電氣設(shè)備安全運(yùn)行的重要設(shè)施，能夠保障運(yùn)行人員、維護(hù)變電站的安全可靠運(yùn)行，電氣設(shè)備安全運(yùn)行的根本保證和重要設(shè)施。變電站的接地網(wǎng)要滿足雷電沖擊電流的要求，還要滿足工頻短路電流的要求。不正確的接地方式可能會(huì)保護(hù)誤動(dòng)，造成一次設(shè)備損壞，而變電站設(shè)備的安全運(yùn)行需要正確、可靠的接地，文章通過(guò)對(duì)接地造成的一些事故進(jìn)行分析，闡述了接地問(wèn)題對(duì)變電站運(yùn)行的重要性，并提出了解決辦法。

關(guān)鍵詞：接地問(wèn)題；變電站；安全運(yùn)行；重要性

變電站的正常運(yùn)行對(duì)人們正常生活影響很大，是關(guān)乎電網(wǎng)安全運(yùn)行的大事，而接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，接地問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著重要的作用，是變電站交直流設(shè)備接地及防雷保護(hù)接地。在實(shí)際操作中，變電站內(nèi)一次設(shè)備接地和站內(nèi)主網(wǎng)相連，電纜屏蔽層及二次回路的接地問(wèn)題存在著差異。由于接地問(wèn)題，在運(yùn)行的過(guò)程中，一些變電站會(huì)造成設(shè)備損壞或者用戶(hù)停電，發(fā)生事故，也可能導(dǎo)致局部接地電位升高，引發(fā)多相對(duì)地弧光閃絡(luò)，從而極大地影響到安全生產(chǎn)，給安全生產(chǎn)帶來(lái)了很大的威脅。

1 電纜屏蔽層接地的問(wèn)題

通過(guò)較大的負(fù)載電流，變電站一次設(shè)備具有縱橫交錯(cuò)的電纜和站內(nèi)導(dǎo)向。而變電站中存在著較大的電磁場(chǎng)，變電站本身是一載流體，由于受這些電磁場(chǎng)的影響，高壓電纜對(duì)臨近的物體也會(huì)產(chǎn)生干擾，也會(huì)使站內(nèi)的二次電纜會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。因此，電磁干擾主要有電容耦合干擾和磁場(chǎng)干擾兩種類(lèi)型，那么電纜屏蔽層應(yīng)該一端還是兩端接地呢？本文結(jié)合以下實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

1.1 日常運(yùn)行中的電纜頭燒毀事故

某330KV變電站值班人員在對(duì)投運(yùn)不到半年的35KV#2電容進(jìn)行例行檢查的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)其A相電纜頭有燒焦異味，并且電纜頭泛黃。當(dāng)停運(yùn)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)電纜頭熱縮套與接地線接觸部位的電纜外皮有融化跡象，并且電纜頭溫度偏高，但是并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)電纜直流增加的跡象，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)泄漏電流。那么是因?yàn)槭裁丛驅(qū)е掳l(fā)生這樣的現(xiàn)象呢？由于及時(shí)發(fā)現(xiàn)，才沒(méi)有造成電纜絕緣受到損壞。

這是由于35KV電容高壓電纜屬于單芯結(jié)構(gòu)，如果兩根并排敷設(shè)的高壓電纜為L(zhǎng)0、L1的話，流過(guò)L1的電流為Im，流過(guò)L0的電流為Io，那么電纜的屏蔽層就為L(zhǎng)m，L0和L1的互感就為Mm0，L1和Lm的互感就為M1m，如圖1所示。

由此可見(jiàn)，當(dāng)屏蔽層兩端不接地的時(shí)候，電纜屏蔽層中的干擾電壓E1為：E1=-（j？棕M0·I0+j？棕M1m·I1）。因此，Mm0、M1m決定了干擾電壓的大小；而Mm0與兩電纜相互空間位置有關(guān)，大小電纜長(zhǎng)度一定，M1m的值也一定，則Mm0與兩電纜距離越遠(yuǎn)互感越小。因此，在施工的過(guò)程中，同溝敷設(shè)的較長(zhǎng)高雅電纜應(yīng)該注意交叉換位，應(yīng)該盡量使高壓電纜相互之間距離加大。

實(shí)際上，如果電纜屏蔽線接頭制作工藝粗糙，會(huì)存在著較大的接觸電阻，當(dāng)大電流通過(guò)的時(shí)候，導(dǎo)致電纜頭的溫度升高，會(huì)破壞電纜絕緣；并且這個(gè)電纜兩端是接地的，在運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)兩端的接地線，感應(yīng)電壓E1會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，從而導(dǎo)致運(yùn)行事故的發(fā)生。那么電流的大小是多少呢？電流的大小是：IH1=E1/（Rm+j？棕Lm）。由此可見(jiàn)，IH1為電纜屏蔽層環(huán)流，Lm為屏蔽層電感，Rm為屏蔽層電阻。針對(duì)以上分析，可以實(shí)測(cè)斷開(kāi)一段接地線后的感應(yīng)電壓，并且可以模擬恢復(fù)A相接線實(shí)測(cè)其環(huán)流大小。其中A相兩端接地實(shí)測(cè)環(huán)流為102A；B相兩端接地實(shí)測(cè)環(huán)流為48A；C相兩端接地實(shí)測(cè)環(huán)流為56A。而當(dāng)一端接地?cái)嚅_(kāi)后，感應(yīng)電壓A相為8.8V；感應(yīng)電壓B相為4.2V；感應(yīng)電壓C相為6.6V，由此可以看到，打開(kāi)接地線確實(shí)可以切斷環(huán)流回路，環(huán)流確實(shí)存在于高壓電纜屏蔽層中。因此，在必要的時(shí)候，在懸空端需要加裝過(guò)壓保護(hù)裝置，注意感應(yīng)電壓對(duì)人身及設(shè)備的損壞。為了不再發(fā)生電纜燒毀事故，施工人員重做了A相電纜頭，并且打開(kāi)一端接地線后，變電站運(yùn)行狀況良好。

1.2 受電磁干擾的影響，會(huì)造成變檔位顯示不正確

在對(duì)某330KV變電站進(jìn)行施工調(diào)試的時(shí)候，懷疑存在外界干擾，發(fā)現(xiàn)主變檔不能正確上傳，經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)該控制電纜屏蔽層沒(méi)有接地。對(duì)于VQC裝置來(lái)說(shuō)，主變檔位是一個(gè)重要的開(kāi)入量，關(guān)系到VQC能否正確運(yùn)作調(diào)壓。如果調(diào)整電纜兩端接地后會(huì)發(fā)生什么情況呢？經(jīng)過(guò)對(duì)公共端電壓的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)電壓逐漸下降，并且接近了額定值。由此可見(jiàn)，受電纜屏蔽層的影響，接地有效的屏蔽了干擾。如圖2所示。

電容干擾的一大特點(diǎn)就是需要有電荷的積累，那么又是怎么形成這種干擾的呢？這是由于電纜之間存在著寄生電容，一次設(shè)備載流體和二次電纜間也存在著電容，受此影響，一次設(shè)備會(huì)對(duì)二次電纜產(chǎn)生電容干擾，并且導(dǎo)致變電站中大部分設(shè)備處于強(qiáng)電場(chǎng)中造成的。只有當(dāng)電荷積累到一定程度的時(shí)候，電容干擾才能產(chǎn)生放點(diǎn)，因此，當(dāng)電纜兩端接地的時(shí)候，屏蔽層不能有效積聚大量的電荷，屏蔽層的接地，從而使電荷通過(guò)接地線相大地泄放。并且屏蔽層的兩端接地不會(huì)引起環(huán)流，因此，可以采用屏蔽層兩端接地的方法，在主要由于電容耦合的電纜中進(jìn)行干擾。

2 差電流回路接地問(wèn)題

在廣大繼電保護(hù)人員中間，差電流回路要求一點(diǎn)接地已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可。在以前，因?yàn)榻拥攸c(diǎn)的問(wèn)題，經(jīng)常引起保護(hù)誤動(dòng)，這是由于電纜差動(dòng)回路牽扯到幾個(gè)電氣量的比較運(yùn)算造成的。而對(duì)于原始的差動(dòng)保護(hù)繼電器來(lái)說(shuō)，差電流回路緊密的聯(lián)系著其輸入的電氣量。例如：如何保護(hù)三繞組變壓器的差動(dòng)？一般是兩側(cè)的電流合成之后，才和第三側(cè)電流進(jìn)行比較，由此要求差動(dòng)電流回路一點(diǎn)接地，這是因?yàn)橛辛穗姎馍系穆?lián)系決定的。而目前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微機(jī)保護(hù)已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用起來(lái)，保護(hù)動(dòng)作邏輯都是由軟件來(lái)完成，為了其實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，每個(gè)電氣量的輸入不再需要通過(guò)電氣量的聯(lián)系，都具有各自獨(dú)立的通道以及A/D采樣系統(tǒng)，那么就沒(méi)有必要一點(diǎn)接地。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于高壓動(dòng)力電纜來(lái)說(shuō)，由于是以電磁干擾為主，因此，其屏蔽層可以采用一端接地的方式。而對(duì)于諸如控制回路、信號(hào)回路的長(zhǎng)電纜來(lái)說(shuō)，最好采用兩端接地的方式，這是由于是以電容耦合干擾的回路為主造成的。另外，對(duì)于微機(jī)保護(hù)電流差回路來(lái)說(shuō)，沒(méi)有必要采用差回路一點(diǎn)接地的方法，可以采用每組電流分別接地的方式。

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