（天津国华盘山发电有限责任公司 天津市 301900）
摘要：分析小电流接地系统中，系统接地变结构特点，电气相量关系，电磁特性及运行特点并结合我公司接地变进行简单分析。
关键词：小电流；接地变压器；特点
1.概述
我国电力系统中的6kV--35kV 电网一般都采用中性点不接地的运行方式，其优点：当中性点不接地系统发生单相接地故障时,通过接地点的接地电流是系统正常时相对地电容电流的三倍，而且在设计时这个电流是不准超过规定的，因此，系统的正常运行基本不受单相接地的影响。另外，单相接地时，系统线电压的大小和相位差不变，线电压三角形仍然保持对称,对运行的电气设备无任何影响,但也必须迅速查找故障点，防止事故的扩大。高压厂用母线段一般配备：距离保护、过流保护以及后备保护，母线段单一负荷一般配备速断、过流、低电压保护、接地保护以及间隔弧光保护。
盘电公司在6Kv厂用、公用母线段均各配置了一台接地变压器。接地变压器的低压绕组是通过两个并接在一起的200Ω电阻接地。
2.事故的原因分析
随着电网的不断发展,特别是城市电网中电缆电路的增多,电容电流越来越大(超过10A ),此时接地电弧不能可靠熄灭,就会产生以下后果。
2.1单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃, 会产生弧光接地过电压,其幅值可达4 U (U 为正常相电压峰值)或更高,持续时间长,会对电气设备的绝缘造成极大的危害,在绝缘薄弱处形成击穿;
2.2由于持续电弧造成空气的离解,破坏了周围空气的绝缘,容易发展成相间短路;
2.3产生铁磁谐振过电压,容易烧坏电压互感器并引起避雷器爆炸。这些后果将严重威胁电网设备的绝缘,危及电网的安全运行。为了防止上述事故的发生,为系统提供足够的零序电流和零序电压,使接地保护可靠动作,需人为建立一个中点性,以便在中性点接入接地电阻，解决方法就是在母线上接入一个特制星形接地的三相变压器,在它的中性点接接地电阻即接地变。
3.接地变原理介绍
3.1 接地变的结构特点
接地变三相铁心的每个心柱上的绕组被平均分为两段,两段绕组极性相反,三相绕组按Z 形联结法接成星形接线，如图1 所示：
图1 绕组接线图
从图1 可见,接地变由六个绕组组成,每一铁心柱上有两个绕组,然后反极性串联成星形绕组，即A1 绕组的末端与C2 绕组的末端相连¡，同样,B1 绕组末端与A2 绕组末端相连,C1 绕组末端与B2 绕组末端相连,然后A2 ，B2 C2 的首端相连则形成接地变的中性点O 。
3.2 接地变各绕组间的相量关系
接地变各绕组间的相量关系每相绕组中的两个绕组的夹角是120 °, 其相电压符合星形绕组联结法。
3.3 接地变的电磁特性
对正序负序电流呈现高阻抗（相当于励磁阻抗），绕组中只流过很小的励磁电流，由于每个铁心柱上两段绕组绕向相反，同心柱上两绕组流过相等的零序电流时，两绕组产生的磁通相互抵消，所以对零序电流呈现低阻抗（相当于漏抗），零序电流在绕组上的压降很小。也即当系统发生接地故障时，在绕组中将流过正序、负序和零序电流，该绕组对正序和负序电流呈现高阻抗。而对零序电流来说，由于在同一相的两绕组反极性串联，其感应电动势大小相等，方向相反，正好相互抵消，因此呈低阻抗。
4.中性点经小电阻接地电网中接地变的运行特点
如前所述其A1、B1、C 1绕组首端抽头后接入系统，A2、B2、C2 绕组的首端相连后，就为系统人为建立一个中性点中性点，经电阻Rn 接地为6—35KV电网接地运行提供了中性点。
4.1 接地电网正常运行时接地变相当于空载运行状态。中性点经在中性点经小电阻接地电网中，由于中性点接地的强阻尼作用使其中性点位移电压远小于中性点不接地电网的中性点位移电压。
4.2 中性点经小电阻接地电网发生单相接地故障时接地变短时过载。在电网发生单相接地故障时,只在短时间内<10s通过故障电流,中性点经小电阻接地电网发生单相接地故障时,高灵敏度的零序保护判断并短时<10S切除故障线路,接地变只在接地故障至故障线路零序保护动作切除故障线路这段时间内,其中性点接地电阻和接地变才会通过I =U/ Rn +Rfj的零序电流(式中:Rn 为中性点接地电阻;Rfj 为接地故障回路附加电阻)。根据上述分析,接地变的运行特点是:长时间空载,短时过载。
5. 6KV厂用母线上加装中性点接高电阻接地变的作用
5.1选择合适的电阻后，可以抑制单相接地故障时非故障相的过电压倍数不超过额定相电压幅值的2.6倍，限制了单相接地电容电流在10A之下，避免故障扩大；
5.2当发生单相接地故障时，故障点流过一固定的电阻性电流，有利于确保馈线的零序保护动作；
5.3当不能限制接地电流时，若接地电流小于15A，保护动作于信号；接地电流大于15A，保护动作于跳闸；
6. 盘电公司接地变的应用
盘电公司在厂用系统的所有负荷均加装了零序电流保护，在系统发生单相接地后，由于接地变零序阻抗低，零序保护启动将发生单相接地的设备切除，不需要运行人员拉路查找接地点的操作。在单一设备与接地变的零序保护配置时间上不同，接地变的零序保护时间比单一设备零序保护动作时间长0.2S，当6KV电源系统发生单相接地或单一的接地设备接地后不能切除时，切除接地变以保护接地点的灼伤程度。如果切除接地变不成功，这里就应用到了6kV段失灵保护。如图所示：当接地变电源开关Q1在合闸位置，如果电流速断保护（KL1）和接地保护（KL2）其一动作，将启动6kV段失灵保护。
失灵保护的作用：当接地变发生短路故障时，6kV开关拒动情况下，由接地变失灵保护动作断开上一级电源开关．以避免接地变长时间受到故障电流的危害，同时切断备用电源自投的合闸回路，闭锁了备用电源自投，防止备用电源向故障点送电，避免了接地变受到故障电流冲击。当工作进线保护中间继电器KL2动作，常开接点闭合，同时使中间继电器KL3动作，KL3常闭接点打开，从而闭锁备用进线开关合闸。
盘电公司6kV厂用母线及公用母线恢复送电时，都是先投入接地变，在母线充电正常后再投入低电压保护SF4。但是，需注意的是接地变的失灵保护电源取自#1PT的直流开关SF4。在SF4未投入前接地变的失灵保护是不起作用的。
作者简介
潘国兴（1970-05-09），男，汉族，籍贯：天津市蓟州，当前职务：电气主值，当前职称：助理工程师，学历：大专，研究方向：电气设备安全运行。
论文作者:潘国兴
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/13
标签：绕组论文; 电流论文; 单相论文; 故障论文; 电阻论文; 电网论文; 母线论文; 《电力设备》2017年第32期论文;