電網(wǎng)主變中性點接地方式調(diào)整技術應用

趙冀峰　石雷　郭素梅

摘要：電網(wǎng)主變中性點接地方式的選擇和調(diào)整是電網(wǎng)運行的核心技術之一，直接影響電力系統(tǒng)的安全運行。同一短路故障發(fā)生在大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)會造成不同的系統(tǒng)參數(shù)變化和事故影響。在電網(wǎng)實際運行方式調(diào)整中，尤其要注意調(diào)整主變中性點的接地方式，這項技術要求對于避免發(fā)生電網(wǎng)事件有著重要的意義。

關鍵詞：電網(wǎng)運行；主變中性點；接地方式；調(diào)整技術；電力系統(tǒng)；電力故障 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM727 文章編號：1009-2374（2015）27-0067-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.035

電網(wǎng)中主變中性點接地方式的選擇和調(diào)整是電網(wǎng)運行的核心技術之一，直接影響著電力系統(tǒng)的安全運行。電力系統(tǒng)中主變中性點有兩種運行方式：一種是中性點直接接地運行，也稱大電流接地系統(tǒng)或有效接地系統(tǒng)；另一種是中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地運行，也稱小電流接地系統(tǒng)或非有效接地系統(tǒng)。

大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)把電力系統(tǒng)分為兩個既緊密聯(lián)系又相對獨立的系統(tǒng)。一般用X0∑/X1∑的比值來反映系統(tǒng)中性點接地方式，X0∑指系統(tǒng)零序綜合阻抗，X1∑指系統(tǒng)正序綜合阻抗。X0∑影響單相接地短路電流，X1∑影響三相短路電流。X0∑/X1∑≤4～5為大電流接地系統(tǒng)，X0∑/X1∑>4～5為小電流接地系統(tǒng)。

1 主變中性點不同接地方式下的事故影響

當電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路故障時，同一短路故障發(fā)生在大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)會造成不同的系統(tǒng)參數(shù)變化和事故影響。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時，在零序電壓的作用下，零序電流沿線路、接地點、大地、主變中性點形成零序回路通路。主變中性點的接地數(shù)量和位置直接影響零序電流的大小和分布。為了控制零序電流的大小和在系統(tǒng)中的分布，使零序保護能適應系統(tǒng)方式變化正確動作，主變和線路的零序保護要求各接地點分布合理、接地阻抗變化盡可能小，接地的位置和多少應相對固定。大電流接地系統(tǒng)中主變中性點采用部分接地運行（而不是全部接地），接地的數(shù)量和位置相對固定。大電流接地系統(tǒng)的線路發(fā)生單相接地短路時構成了短路回路，反映單相接地故障的零序保護動作，線路開關的故障相跳閘或三相跳閘，靠裝設重合閘盡快恢復供電。如果是永久性故障，則重合閘動作、重合不成功，開關跳閘，中斷供電，所以大電流接地系統(tǒng)的供電可靠性低。

小電流接地系統(tǒng)的線路發(fā)生單相接地短路時，不構成短路回路，由于三相線電壓保持對稱且大小不變，所以線路開關不會跳閘，對用戶設備無影響，能在一定時間內(nèi)繼續(xù)運行（最長不超過1小時），不會中斷供電，所以小電流接地系統(tǒng)的供電可靠性高。

電力系統(tǒng)的中性點接地方式直接影響著電力系統(tǒng)的安全運行，決定著電力系統(tǒng)的特性。考慮電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性原因，我國110kV及以上系統(tǒng)設備的絕緣水平按相應電壓等級的相電壓設計，66kV及以下系統(tǒng)的設備的絕緣水平按相應電壓等級的線電壓設計。著重考慮到110kV及以上電壓等級的設備降低絕緣水平帶來的經(jīng)濟性，該系統(tǒng)一般采用中性點直接接地運行（即大電流接地系統(tǒng)）。著重考慮到66kV及以下電壓等級的設備供電可靠性，該系統(tǒng)的設備一般采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（即小電流接地系統(tǒng)）。

2 電網(wǎng)實際運行中主變中性點調(diào)整技術的應用

在電網(wǎng)實際運行中，常常由于計劃檢修、負荷變化、設備故障等原因調(diào)整電網(wǎng)運行方式。由于主變中性點對系統(tǒng)有重要影響，所以在進行運行方式調(diào)整時，需要特別注意調(diào)整主變中性點接地方式。

2.1 主變中性點調(diào)整實際案例分析

以河北曲周220kV變電站為例來分析主變中性點調(diào)整技術。

2.1.1 曲周站正常運行方式。河北曲周220kV變電站一次系統(tǒng)接線圖見圖1。

曲周站1號主變型號為SFPS8-120000/220，容量為120MVA，調(diào)壓方式為無載調(diào)壓變壓器；2號主變型號為SSZ-180000/220，容量為180MVA，調(diào)壓方式為有載調(diào)壓變壓器。

正常運行方式為：281、282分別供220kV 1號、2號母線，母聯(lián)201開關合。1號、2號主變高壓側并列運行，1號主變高壓側中性點不接地、中壓側中性點接地運行；2號主變高、中壓側中性點均接地運行。111供110kV 1號母線運行帶181、183運行，112供110kV 2號母線帶182、184運行，110kV、35kV均分列運行，母聯(lián)101開關、301開關分，101備自投裝置、301備自投裝置投運。

因1號主變?nèi)萘颗c2號主變不一致，所以110kV側分列運行，母聯(lián)101開關分，101備自投裝置投運。此時注意1號主變中壓側中性點需接地，目的是增加接地點后，減少110kV 1號母線系統(tǒng)零序綜合阻抗，提高系統(tǒng)單相接地短路時的零序電流，改變零序電流分布，提高1號主變及110kV線路的零序保護的靈敏度，保證1號主變和110kV線路的零序保護正常動作。

2.1.2 曲周站一臺主變檢修時中性點調(diào)整技術要求。當1號主變檢修時，101備自投裝置、301備自投裝置停運，101開關、301開關合，此時為了保護1號主變中性點絕緣不受過電壓損壞，應將1號主變高壓側中性點接地后，再將1號主變由運行轉檢修，1號主變中壓側已與系統(tǒng)脫離，保持接地。110kV 1號、2號母線成為一個系統(tǒng)，由2號主變提供中性點接地點。

當2號主變檢修時，為保證曲周站中性點接地數(shù)量，保證該站在系統(tǒng)中零序綜合阻抗基本不變，需先將1號主變高壓側中性點接地，再將101備自投裝置、301備自投裝置停運，101開關、301開關合，將2號主變由運行轉檢修，2號主變高、中壓側已與系統(tǒng)脫離，保持接地。

2.1.3 曲周站1號主變更換后的正常運行方式。2014年某日，曲周站1號主變更換為SSZ-180000/220型號的主變，可與2號主變并列運行。為了提高供電可靠性，曲周站1號、2號主變中壓側改為并列運行。

此時曲周站新的正常運行方式為：2號主變的高壓側、中壓側均接地運行，母聯(lián)101開關合，101備自投裝置停運。1號主變高壓側、中壓側均不接地運行。其他設備運行方式保持不變。

此時應注意，1號主變中壓側中性點由接地改為不接地運行，兩主變中壓側并列運行后，110kV 1號母線系統(tǒng)的接地點由2號主變提高，1號主變中壓側中性點接地點無需再接地。

2.2 主變中性點的調(diào)整技術要求匯總

在進行運行方式調(diào)整時，應盡量保持變電站的零序綜合阻抗X0∑基本不變。遇到因主變檢修等原因使變電站的X0∑有較大變化的特殊運行方式時，應根據(jù)規(guī)程或實際情況調(diào)整主變接地方式，具體情況詳見表1：

3 結語

電力系統(tǒng)中主變中性點是否接地對于電力系統(tǒng)的安全運行十分重要，它決定了電力系統(tǒng)的特性。主變中性點接地方式應根據(jù)電力系統(tǒng)中設備的絕緣水平、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性等運行要求來確定其接地點的數(shù)量和位置。大電流接地系統(tǒng)中主變中性點采用部分接地運行，接地的數(shù)量和位置相對固定。

在進行運行方式調(diào)整時，應注意盡量保持變電站的零序綜合阻抗基本不變。遇到因主變檢修等原因使變電站的零序綜合阻抗有較大變化的特殊運行方式時，應根據(jù)規(guī)程或實際情況按特殊方式處理。調(diào)整好主變中性點接地方式，對于避免發(fā)生電網(wǎng)事件有著重要的意義。

參考文獻

[1] 國家電力調(diào)度通信中心.電網(wǎng)調(diào)度運行實用技術問答（第二版）[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2] 尹克寧.電力工程[M].北京：中國電力出版社，2008.

作者簡介：趙冀峰（1982-），男，河北邯鄲人，國網(wǎng)河北省電力公司邯鄲供電分公司工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)控運行技術；石雷（1986-），男，河北邯鄲人，國網(wǎng)河北省電力公司邯鄲磁縣供電公司助理工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)控運行技術；郭素梅（1973-），女，河北邯鄲人，國網(wǎng)河北省電力公司邯鄲供電分公司副高級工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)控運行技術。

（責任編輯：黃銀芳）