地铁110kV变电站低压侧接地方式的选择新探

石磊，温鑫，赵栓龙

（郑州地铁集团有限公司，河南 郑州 450000）

从目前的使用情况来看，在电力系统接地方式的选择中，常用方式为小接地短路电流系统和大接地短路电流系统。2种接地方式在大接地短路电流系统指中性点直接接地，小接地短路电流系统指中性点不接地，经消弧线圈接地。另外，还有中性点经电阻接地，它介于两者之间。在地铁工程数量不断增加的背景下，如何对接地方式进行优化选择也成为非常重要的工作内容。

1 2种接地方式的比较及选择

1.1 供电可靠性比较

在线路正常运行期间如果出现了瞬时性故障，此时采用消弧线圈接地模式的系统，在遇到此类情况时，消弧线圈会暂时承担供电系统的责任，为线路补偿电流，使其保持在通路状态，不会在故障时瞬间跳闸。而线路也会在有故障状态下继续保持运行2～3小时，具备较强的供电可靠性。同时借助小电流接地选线装置来完成该区域故障线路的具体位置，随后进行下一步的应用处理，实现不断电状态下的故障检修，确保地铁工程运行过程的稳定性。而低电阻接地模式在应用过程中，因为瞬时间产生的电流量巨大，因此系统会直接跳闸，突然断电后系统会处于紧急制动状态，会增加一些运营风险发生几率。由此可见，在接地方式应用中，消弧线圈接地模式供电可靠性要高于低电阻接地模式。

1.2 系统绝缘配合性能

在对系统绝缘配合性能进行分析时，需要明确电力系统在运行期间主要包含了内部电压分压和外过电压2部分内容。在低电阻接地模式应用过程中，该模式会在故障发生前进行电容电荷的分流，这样在使用过程中也会对内部电压分压起到降低的作用，从而降低了谐振电压的出现。同时在应用期间也可以对外过电压进行合理控制，确保系统运行过程的安全性。而消弧线圈接地模式在使用过程中，遇到较高电压数值后，不会对电容电荷进行分流，这样在使用过程中无法对内部电压分压起到降低的作用，在电压数值过大时容易出现谐振电压，影响到整个系统运行过程的稳定性。由此可见，在接地方式应用中，消弧线圈接地模式绝缘配合性能要低于低电阻接地模式。

1.3 继电保护情况

为了确保系统运行期间的安全性，会在系统运行过程中设置继电保护装置，在遇到突发情况时可以及时断电，从而提高了系统运行过程的安全性。利用消弧线圈接地模式来进行继电保护时，如果此时出现了运行故障，所产生的故障电流相对较小，一般都是在10A以下，随后按照自动调谐的方式对其进行修正，所得到脱谐度在10%左右，而且在数据补偿后其内容不会超过1A，此时系统虽然不会出现跳闸的情况，但是会对外发出预警信号，提示工作人员针对故障问题进行检修，以人工操作的方式来断开所需线路，其稳定性和精准度相对较强。而低电阻接地模式在应用过程中，因为瞬时间产生的电流量巨大，因此系统会直接跳闸，此时系统也会由特定系统对其进行保护，保护整体性较强，但是精准度相对较低。由此可见，在接地方式应用中，消弧线圈接地模式精准度和复杂性要高于低电阻接地模式。

1.4 中性点运行情况

利用消弧线圈接地模式来进行中性点运行情况评估时，如果此时出现了运行故障，所产生的故障电流相对较小，不会出现跳闸的情况，但是该接地模式在应用过程中，对于电压偏移数值有要求，即不能超过15%的系统相电压值。而且在此过程中也会对脱谐度进行合理控制，将其调控在合理范围内，而且消弧线圈会暂为线路补偿电流，使其保持在通路状态，判断结果的精准度较高。而低电阻接地模式在应用过程中，因为瞬时间产生的电流量巨大，因此系统会直接跳闸，同时系统不允许两台电阻保持并联运行，而且系统在运行期间也不允许系统在失去接地点来保持运行，其对于运行要求相对较低。由此可见，在接地方式应用中，消弧线圈接地模式中性点运行情况的繁琐性和要求要高于低电阻接地模式，但是具备了较强的稳定性。

1.5 应用安全性比较

利用消弧线圈接地模式来维持电力系统正常运行状态时，如果此时出现了运行故障，所产生的故障电流相对较小，可以将其控制在10A以下，甚至可以将电流控制在1A左右，这样在使用过程中，会对脱谐度进行合理控制，将其调控在合理范围内，能够降低电位转移电势基础情况，这样也在很大程度上降低了结构的接触电压和跨步电压情况，使整个系统在运行期间可以维持在比较稳定的运行状态。而低电阻接地模式在应用过程中，因为瞬时间产生的电流量巨大，因此系统会直接跳闸，而且内部产生的电流数值在400A左右，此时电压出现波动时，也会导致电位转移电势的情况，而产生的危险电压也会通过外壳进行传递，从而提高了人员接触时所带来的触电风险。由此可见，在接地方式应用中，消弧线圈接地模式供电安全性要高于低电阻接地模式。

1.6 通信系统稳定性

利用消弧线圈接地模式来维持电力系统正常运行状态时，如果此时出现了运行故障，线圈会对线路中的电流情况进行补偿，但是会将运行电流控制在1～10A，同时还可以维持正常的工作状态，减少电位转移电势，在发出预警信息时，由于系统在运行期间依旧保持着比较稳定的运行状态，因此预警信息依旧可以顺利传递，不会带来干扰性。而低电阻接地模式在应用过程中，因为瞬时间产生的电流量巨大，电流数值在400A左右，而且产生的较高电压也会在系统外壳上进行传递，使高电势出现转移的情况，产生较大的磁场，这样在信号传递过程中，会带来较大的负面干扰，影响到信号传递过程的稳定性。由此可见，在接地方式应用中，消弧线圈接地模式稳定性要高于低电阻接地模式。

2 设计中应注意的问题

2.1 35kV出线保护配置

在35kV出线保护配置应用过程中，为确保系统运行过程的稳定性，需要注意以下几点应用内容：第一，增加保护设施的应用种类，在具体的配置中，除了常规状态下的电流保护装置外，还需要在系统中配置光纤纵差保护体系，例如，可以使用零序电流来作为系统保护重要保障，而且在出现运行故障之后也可以对潜在问题进行及时处理，从而确保系统运行过程的安全可靠性。第二，对于保护配置结构材料需要在选择期间做好综合评价工作，从中选择可靠性较强的应用材料，做好材料质量验收工作，而且在使用过程中还需要注意相应的监督管理工作，从而确保系统运行过程的稳定性，提高其应用过程的可靠性。

2.2 接地变压器保护配置

在地铁车站运行过程中，所采用的接线主要以Y/Δ类型的接线，并且接线处没有中性点，为了确保接地变压器运行过程的安全性，也需要适当增加保护装置，确保其应用过程的可靠性。在具体的设计过程中，会在系统中增加一个Z型接地变引结构，以此来帮助系统引出一个中性点，并且将引出的中性点和低电阻顺利关联在一起，借此来完成低电阻接地应用。在具体地安装过程中，也需要做好相关内容的客观分析，选择合适的接触模式。在具体的应用过程中，可以通过将连接电缆和接地变压器进行连接，而且在此过程中能够通过主变电压来进行引线处理，此时电流保护动作可以和各侧开关进行联动，并且关联性动作需要分段自投处理，借助零序电流来完成处理，从而提升系统运行过程的可靠性。

2.3 中性点电阻阻值的选取

除了上述提到的应用内容外，在系统运行过程中还需要注重中性电阻阻值的选取，在具体的选择过程中，需要注重以下几点内容：第一，做好选择内容的综合性考量，在选择电阻组织的具体情况时，需要结合目前系统运行情况，结合具体的应用情况来做出选择，在具体的选择过程中，倾向于电阻值较小的电阻，这样在出现异常情况时所产生的异常电流越大，可以辅助继电保护工作的顺利运行，确保系统运行过程的安全性。第二，在电阻值范围选择中，也需要兼顾系统对于通信系统的影响性，并且也需要对系统运营情况进行客观考量，评估系统运行过程的稳定性，从而确定最为恰当的取值范围，提升所选电阻的使用价值。

3 结语

综上所述，进行110kV地铁用户站设计时，低压侧接地采用低电阻接地。采用低电阻接地以后，在35kV线路保护配置、接地变保护配置、低电阻阻值选取等方面都有不同于消弧线圈接地的特殊问题需要加以注意。同时由于接地故障电流较大，还需要特别注意低压35kV用户侧用电的人身安全，要注意35kV用户侧配电系统设计时，接触电势和跨步电势的校验，考虑好对应的防触电安全措施，以提升拟建系统运行过程的安全性。