220kV变电站主变110kV侧接地方式分析

220kV变电站主变110kV侧接地方式分析

潘平政

（深圳供电局有限公司广东深圳518000）

摘要：在电力系统中，220k变电站是最关键的一个组成部分，通常220k变电站中有两台主变并联进行运行，还有三台或者四台主变并联进行运行的情况。随着经济的发展，用电量的不断增大，电力系统的容量也在不断地增加，系统在有故障发生时，短路的电流也不断地扩大，从而使变电站的设备受到了损坏。

关键词：220k变电站；主变；接地方式；短路电流

前言

220k变电站主变中性点的接地方式，对于主变安全稳定的运行有直接的影响，在220k变电站中，若110kV侧单相接地的故障发生时，主变就会因为遭受冲击而导致损坏。因此，该文对于110kV侧单相接地的故障发生进行研究和分析，同时提出了相应的保护措施。

一、主变110kV侧中性点接地方式运行原理

针对电力系统正常运行而言，不同中性点的接地方式和差异都没有什么具体的反映。但是，如果系统有单相接地的故障发生时，就是有很大的情况出现[1]。由于中性点接地方式不一样，单相接地故障的电流大小和非故障相式频的电压升高也有很大的区别。对于二者不同的数值表征的接地方式系统基本的运行特性来进行分析，二者之间存在互换的特性，能够将各种不同的接地方式内在的联系进行展示，对于各种接地方式的适用范围和特点等相关的问题，也能够因此而进行决定。

二、220kV变电站中性点的接地方式

220kV变电站如果将有两台主变并联进行运行，通常接线方式都是220kV/110kV/10和Yn/yn0/dll。在220kV变电站中，两台主变并联进行运行，通常有四种运行接地方式出现：其一，一台主变的220kV和110kV侧中性点都应该接地，另一台主变220kV、110kV侧中性点不应该接地；其二，一台主变220kV和110kV侧中性点都应该接地，另一台主变220kV侧中性点不应该接地，110kV侧中性点应该接地；其三，一台主变220kV和110kV侧中性点都应该接地，另一台主变220kV侧中性点应该接地，110kV侧中性点不应该接地，另一台主变220kV侧中性点应该接地，110kV侧中性点不应该接地；其四，两台主变220kV和110kV侧中性点都应该接地。在四种接地方式中，第一种方式比较常用。

以上四种接地方式，对于发生单相接地故障的总结：其一，对于流过接地主变的故障绕组电流值与流过非常接地主变进行比较，非流过接地主变小于流过接地主变，并且非流过接地主变的故障绕组电流值是流过接地主变的一半；其二，与110kV母线的出口所发生的三相接地故障绕组电流值相比，流过接地主变的故障相线组电流值有可能大，并且，流过接地主变的非故障相绕组短路电流在其他装置上经过时，容易有环流形成；其三，流过接地主变的中性点电流值大小既关系到系统总零序的电抗值，又关系到110kV系统出线零序的电抗值，在110kV系统中，若只有变电站一个主变接地点出现，接地短路电流值的大小就会与流过接地中性点电流值相等[2]。以上结论无论对于两台主变并联的运行情况实用，对于三、四台的主变并联的运行情况也同样实用。

在实际应用中，第四种接地方式很少使用，与其他接地方式相比，这种接地方式还多一道零序通道，与第一种方式比较，在该方式下的系统总等值的零序电抗比较小，因此，从短路电流值上来看，第四种接地方式要比第一种大。如此这样，流过两台主变的中性点电流值就会在一定程度上减少，通常为接地短路的电流值的二分之一。每四种方式通常情况下，流过主变的故障相绕组电流值要比第一种方式下的流过电流值小。因此，对于保护主变，第四种方式比较有利，但是，第四种方式故障的接地流相对比较大，因此，很少有人采用。

三、保护主变的措施

为了使主变的正常运行得以有效地保证，必须要采取有效的措施，但是，相关措施进行实施的前提是，对于变电站的其他设备安全不能危及到。在对前提条件进行遵循的情况下，可以将单相接地的短路电流进行限制，将一个小电抗加装到主变中性点上，将电抗增加以后，就能够将系统中零序电抗进行加大，致使单相接地短路的电流值相对变小，从而使主变中电流值得以减小。例如，第一种接地方式，在接地的主变110kV侧中性点将小电抗加装，系统中等值的零序电抗就会相应地变大，单相接地短路的电流就会相应地减少，中性点电流值和流过主变绕组都会同时变小。

将小电抗同时接入到两台接地主变中性点时，也能够起到将单相接地短路电流进行限制的作用。结论：所接入的主变中性点电抗值大约是主变的零序电抗值的三分之一，同时，系统中零序电抗值，与正序电抗值比值一直保持不变，相关计算可以将这一规定证明。对于单相接地短路电流，若实际情况需要最大程度地进行限制时，中性点电抗值也可以比主变的零序电抗值大于三分之一。如此这样，中性点和主变绕组的电流都可以适当地进行减少。

220kV变电站在运行时，通常采用第一种方式，因此，在对第一种方式进行选择的情况，将小电抗接入到一台主变上。这种方式既成熟，又能够使流入主变绕组电流得以减小，对继电器不用做任可地变动，就能够进行有效地保护。但是，这种方式也存在一些缺陷，流入主变中性点电流的减小是有一定限度的。第三种方式与第一种方的运行效果一样。对于第四种接地方式下，将小电抗接入到两台主变，能够将流入主变中性点电流值有效地减小。但是，第四种接地方式在经验的丰富程度上，不如第一种接地方式，而且，如果想要对继电装置进行保护，还需要做一些调整[3]。针对于第二种接地方式下，将小电抗接入到两台主变，所能够达到的效果，是介入第一种接地方式和第四种接地方之间，结合实际的情况，进行选择。

四、分析实例

220kV变电站一个，接两台主变并列进行运行，其中一台主变接地。变电站中两台主变接线方式Yn/yn0/dll,为了防止损害到主变，通常采用第一种接地方式或者第四种接地方式，将小电抗加在主变110kV侧中性点。从理论上讲，在第四种接地方式，将小电抗增加能够将主变较好地进行保护，但是，第四种接地方式，不适合第一台主变运行情况，而且对于继电保护也会受到影响，变化相对比较大，会将更多的故障隐患带来。从多方面考虑后，选用第一种接地方式，在主变中性点加装小电抗，该方式能够将主变绕组进行很好地保护。加装小电抗主变中性点前后计算的结果，见表1所示，变电站110kV侧金属性的单相接地的故障发生了，并且比较严重，在主变线组中，这时的电流值最大。

从表数据上看出，将小电抗加装到主变中性点以前，若系统中有严重单相接地故障发生，主变绕组电流值就会比绕组最大短路电流大，若将小电抗加装以后，接地电流值会变小，同时，主变绕组电流值也会相应地变小，如此这样，比绕组最大短路电流限值大的现象就不会产生，从而使主变装置得以更好地保护。

总结：

综上所述，220kV变电站的中性点接地方式非常重要，能够对主变安全稳定的运行产生直接的影响。该文通过对实例进行分析，了解到将电抗器加装到110kV侧中性点，系统单相接地有故障发生时，能够有效地将主变进行保护。

参考文献：

[1]汤文武.220kV变电站110kV母线正常运行方式安排分析[J].中国高新技术企业,2016,(33):133-134.

[2]黄玥.500kV变电站220kV侧备用电源自动投入装置的研究与设计[D].广东工业大学,2016.

[3]许丽娟.500kV吉兰太变电站主变中性点加装限流电抗器的应用研究[D].华北电力大学,2015.