1 引言

张河湾公司10 kV厂用电系统共配置4台高压厂用变压器，均为单相干式变，接线组别Yd11，中性点采用不接地方式。厂用电系统主用电源经4台高压厂用变压器取自各台主变低压侧，备用电源为厂外35 kV变电站，保安电源为柴油发电机；地下厂房10 kV开关柜共分3段，其中第1段和第3段均为两路电源进线，来自厂高变低压侧，第2段母线电源来自厂外35 kV变电站10 kV电源。

2 系统架构

配电系统中性点接地方式通常有中性点不接地、中性点经电阻接地和中性点经消弧线圈接地。各种接地方式不同，使用方式也不同。随着国民经济的发展，许多城市配电网已经改变了过去以架空线路为主的局面，而是以电缆线路为主，与此同时，一些新型设备，如结构紧凑的封闭式SF6开关柜、交联聚乙烯电缆以及氧化锌避雷器等得到越来越广泛的应用，这就使得原来沿用的非有效接地方式不再适用。因此，如何有效经济的设置中性点接地成为当前供电工作的重点。

在电缆供电的系统中，接地电容电流较大。当电流大于规定值时会产生弧光接地过电压。采用中性点电阻接地方式的目的就是给故障点注入阻性电流，使接地故障电流呈阻容性质，减小与电压的相位差，降低故障点电流过零熄弧后的重燃率，使过电压限制在相电压的2.6倍以内，提高继电保护的灵敏度，作用于跳闸，从而有效保护系统正常运行。

本次改造采用的是变压器中性点接地电阻柜，它包括接地变压器在内的成套接地设备，可安装于10 kV厂用电系统中，实现厂用电采用中性点经电阻接地的系统运行方式。

中性点接地电阻柜主要由接地变压器、电阻器、零序电流互感器3部分组成。系统变压器接线为星形接线，中性点接地电阻经接地变压器接入，接地电阻柜在10 kV厂用电系统中的接线如图1所示。

图1 接地电阻柜安装位置

3 思路来源

张河湾电站高厂变采用单相双绕组有载调压，型号为DCZ10-1000/15.75，变比为接线组别为Yd11，10 kV厂用电系统不接地。电站10 kV厂用电系统采用不接地方式，发生单相短路故障可继续运行不超过2 h，保证了供电的连续性。但是这种接地方式的缺点也很明显：当电容电流不大时，发生单相接地故障时接地电弧可以自熄，非故障相承受大约1.73倍过电压，虽然过电压倍数不算大，但仍会对系统的绝缘造成压力；当电容电流较大时，国内相关研究表明，短路电流超过10 A，短路点电弧就无法自熄，会出现间歇性电弧或持续电弧，一方面电弧本身容易诱发火灾，烧毁输电线路，导致事故扩大，另一方面，会出现弧光过电压，过电压倍数最高可达3.5倍，因线路设备老化导致绝缘水平薄弱的地方容易被击穿，发生相间短路甚至三相短路。

经计算，在最大运行方式下，电站厂用电系统单相接地电容电流可达16.23 A，故障点可以形成稳定的电弧。10 kV厂用电系统虽已配置了小电流接地选线装置，但保护仅动作于报警信号，且从电网中小电流接地选线装置的运行情况来看，其准确性也不是很理想。因而，电站10 kV厂用电系统无法实现灵敏且有选择性的接地保护，可能导致单相接地故障扩大为事故，存在较大安全隐患。

4 中性点接地电阻柜特点

①电阻采用优质进口不锈钢或国产不锈钢电热金属材料，具有电导率高、温度系数高、耐腐蚀、耐高温、抗氧化能力强、抗拉强度高及阻值稳定等优良特点，产品运行安全可靠；②接地变压器主要针6～35 kV系统，变压器星型接线，直接接中性点电阻，变压器三角形接线的提供独立的接地变压器引出中性点，中性点电阻与之连接使用；③电阻柜阻值可1～2 000 Ω，电流1～2 000 A设计；④电阻柜柜体采用进口敷铝锌板，不锈钢板或者冷轧钢板喷塑制成，外观美观，耐腐蚀，防护等级高；⑤产品可加装隔离开关，检修方便；⑥柜内装设红外线探头，具有在线测温功能；⑦区别传统接地电阻柜，装设专门用于电阻柜的智能控制单元BW-DZ-6，该装置可随时监测电阻柜正常运行状态下中性点不平衡电流、电阻柜内及电阻器的温度，同时具备电阻主回路断线（异常开路）在线监测功能，也可以监测发生单相接地故障瞬间的电流以及记录接地动作次数，并预留通信接口，可将检测、记录的信息传递至中控室实现无人值守。

5 配置方案

电站10 kV厂用电接线为单母三分段。从1、3号主变低压侧各引一回电源，经1、3号厂高变降压至10 kV后接至=S01母线上；从35 kV变电站引一回10 kV线路，接至=S02母线上；从2、4号主变低压侧各引一回电源，经2、4号厂高变降压至10 kV后接至=S03母线上。相邻两段母线之间设置联络。本次接地系统改造共装设4套接地变及接地电阻柜，分别装设于1号机组、2号机组、3号机组、4号机组厂高变和进线开关之间，10 kV 1号、3号接地变及接地电阻柜一组，10 kV 2号、4号接地变及接地电阻柜一组，分别布置于两个10 kV开关室内。

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