10/0.4kV变电站单相接地故障产生的危害与保护接地措施探讨

陶丽

【摘 要】文章介绍了10/0.4kV变电站单相接地故障容易造成设备绝缘损害和点击事故发生产生的危害，并针对其危害提出了相应的预防措施，仅供参考。

【关键词】10/0.4 kV 变电站；单相接地；故障

1. 10 kV单相接地故障产生的危害因素

目前我国普遍采用电源中性点不接地运行方式，主要是提高供电的可靠性。但供电电源中性点不接地，正常运行过程中，三相对地电容电流相对平衡，对电压为向电压。若发生单相接地故障时，其接地以对电压为〇，若未接地其两相电压相对升高为线电压，研究表明接地故障电流等于未接地两相对地电容电流的向量总和。

由于10/0.4 kV变电站高压开关柜和变压器等设备导电部分外落都需保护接地。因此，接地故障电容电流从故障点经过大地时线流向电源，l0/0.4 kV变电站接地电阻规定为4?。单相接地故障电容电流若等于10 A；保护接地线上的对地电压升高40 V；单相接地故障电流如大于l0 A，保护接地线上的对地电压就会升高。超过安全电会涉及人身安全问题。由于发生单相接地故障时，未接地两相对地电压等于线电压，升高了倍，时间过长就会对电气设备绝缘产生影响，接地故障电容电流增大还容易引起谐振过电压，造成更大的危害。

2. 10/0.4 kV变电站接地方式与单相接地故障之间关系

目前我国普遍使用10 kV系统的保护接地与220/380V低压系统的保护接地，其分开接地还是共用接地， 目前还没明确规定设计规范。假设l0 kV系统的保护接地与220/380 V低压系统的保护接地若分开单独设置，10 kV系统发生单相接地故障时，变压器与高压开关柜等高压电气设备的保护接地线电压会升高，220/380V低压系统的保护接地线上电压不会发生变化。l0 kV系统发生单相接地故障造成的人身安全危害就可限制在变电站内部的小范围内，不会对变电站以外造成危害，缺点：大城市建筑物集中的地方难以实现该功能。因此，对电气设备绝缘以及谐振过电压产生的危害存在一定的影响。

但相对独立的变电站，分开设置10 kV系统与220/380V低系统的保护接地操作比较容易。若在建筑物内10/0.4 kV变电站设置低压系统保护接地相对没那么容易。

产生危害比较大的是10kv系统的保护接地与220/380V低压系统的接地共用接地，由于发生单相接地故障时，整个低压系统的保护地线电压升高，范围扩大比较快。因此，一定要高度重视产生危害更大。

3.单相接地故障与10/0.4 kV变电站接地保护设计间的关系

10/0.4 kV变电站的接地设计与10 kV系统供电可靠性要求， 以及继电保护设计都有较大关系。《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T 14285—2006）第4.13.3条都规定： 相接地电流为10 A及以上时，保护装置动作于跳闸； 相接地电流为l0 A以下时，保护装置可动作于跳闸或信号。

相接地故障电流小于l0 A时，可以只报警不选择性跳闸，在有单相接地故障的情况下继续运行一定时间。一旦单相接地故障电流或接地电阻发生变化，就容易对人身安全造成危害；而一旦出现过电压，也会对没备造成更大的危害。

单相接地故障电流大于l0 A时动作于跳闸，对人身与设备安全造成的危害就可以减小。因此l0/0.4 kV变电站的接地与继电保护设计方案应合理有效。

4. 10/0.4 kV变电站单相接故障危害预防措施

a.合理减小l0/0.4 kV变电站电源中性点的接地电阻， 可以在一定程度上减小单相接地故障造成的危害。对于设置在建筑物内部的l0/0.4 kV变电站，10 kV系统与220/380V低压系统共用接地，接地电阻可以很容易达到1?。此时发生单相接地故障产生的故障电压就会降低很多。

b.合理设计单相接地保护，提高单相接地保护跳闸的灵敏度及可靠性.也是减小单相接地故障危害的一项重要措施。这需要根据当地供电部门的要求，以及有关电气设计规范进行单相接地保护设计。

c.10 kV 供电系统的规模不断扩大，发生单相接地故障后故障电流非常大时必须选择性跳闸，迅速将故障切除。为了保证单相接地保护跳闸的可靠性，一些地区l0 kV供电系统改为电源中性点经低电阻接地。发生单相接地故障后，由接地故障点经过大地和电源中性点串联电阻，与电源形成回路，单相接地故障电流可以达到数百安以上，跳闸的可靠性就可以得到保证。

5. 10/0.4 kV变电站单相接地保护设计

对于10/0.4 kV变配电站，需要根据当地供电部门的要求进行单相接地保护的设计。供电系统 一级变电站一般都有单相接地保护。l0/0.4 kV变配电站规模比较小时，可以不设计单相接地保护。或只设计Y/Y/△型电压互感器与接地监视装置，进行单相接地报警。

10/0.4 kV变配电站规模比较大时. 除设计Y/Y/△ 型电压互感器与接地监视装置，进行单相接地报警外，也可以在电源进线处安装零序电流互感器，采用具有小电流接地选线功能的变电站综合自动化电源进线保护装置，动作于报警。这样一旦发乍单相接地故障，就可以检测出是否为本变电站发生单相接地故障。出线问路较多时，也可在各路出线处安装零序电流互感器，与Y/Y/△型电压互感器相配合，通过小电流接地选线装置，或采用具有小电流接地选线功能的变电站综合自动化装置，实现单相接地保护，动作于报警或有选择性地跳闸。

对于低电阻接地的10 kV系统，10/0.4 kV变配电站应按供电部门要求设计单相接地保护，并按最大不平衡负荷电流选择零序电流互感器的变化。安装零序电流互感器有困难时，可以采用从三相式电流互感器二次侧中性线采集零序电流的零序电流滤过器方案。

《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》第4.0.1l、4.0.12条规定，单相接地保护可利用高压侧三相式过电流保护、安装于低压侧中性线上的零序电流互感器以及安装于低压侧的三相电流互感器三种方式。

对于利用高压侧三相式过电流保护进行低压侧单相接地保护的10/0.4 kV变电站，当低压侧母干线末端发生单相接地故障，灵敏系数达不到要求时，应采用安装于变压器低压侧中性线上的零序电流互感器进行单相接地保护。此时变压器低压侧中性线（PEN）由变压器低压侧中性点采用绝缘导线引出后，需要先经过零序电流互感器再接到接地母排，保护接地线（PE）可直接接到接地母排。

6.结束语

综上所述：10/0.4 kV变电站系统接地与保护接地涉及到人们的自身安全与设备运行维护的安全问题。研究表面10/0.4 kV变电站接地保护设计，投入使用中不断出现很多问题，还需建议相关的设计规范更明确，这样才更好的保障电气运行的安全。