变电站二次系统接地方案研究与应用

摘 要变电站二次系统是变电站的控制神经网络中枢，其可靠运行关系着变电站电力输送的安全进行。二次回路的接地肩负着应对变电站内部复杂电磁环境干扰以及外部雷电冲击的重任，从而保护系统正常工作和设备安全，同时也是变电站工作人员人身安全的保障。本文根据现场工作实际经验，对变电站二次系统工作接地、安全接地、防雷接地和控制系统接地的进行了介绍和分析，对变电站二次系统维护和运行工作的进行有着一定的参考意义。

【关键词】二次系统接地 工作接地 安全接地 抗干扰接地

1 概述

随着经济的发展，电网的规模和电压等级在逐渐提高，变电站的电磁环境也愈发变得复杂，再加上雷电的冲击干扰，变电站二次系统的正常运行经受着严重的威胁。而二次侧接地是解决这些问题的有效手段。变电站二次系统的接地方式主要包括工作接地、安全接地、防雷接地和控制系统接地四种。只有保证系统接地系统的正常工作，才能确保系统的安全可靠运行，保证操作人员人身安全和设备安全。

2 变电站二次系统接地的类别及方法

2.1 接地的分类及意义

二次系统接地是指二次系统中电气设备和大地之间通过接地线和接地极进行的电气连接。其主要分为工作接地、安全接地、防雷接地和控制系统接地三种。工作接地主要目的是维护设备的正常运行；安全接地是为了预防工作人员因触摸漏电的设备而导致触电事故的发生；防雷接地的目的是为了防止雷电冲击对二次系统设备造成损坏；控制系统接地是为了防止二次系统设备因变电站的电磁干扰造成误动作或设备损坏，从而维持系统的正常运行。

2.2 二次系统的工作接地

二次系统工作接地主要是为使二次系统电气设备正常工作而做的接地，在接地设备和电源的零点间做的连接，其主要针对二次侧电源，如发电机输出侧和变压器低压侧的中性点接地。24V、36V和48V直流电源设备没有工作接地的要求。如果在工作接地中利用屏蔽层当作连接线的一部分，用来辅助接地，则应注意防止屏蔽层外露，并且不要和防静电接地以及直流接地等接地方式混合相连，更不能和PE线连接在一起，以防止相互间的电磁干扰，影响接地效果。在变电站的日常维护中，应注意确报工作接地良好，从而确保二次系统设备的正常工作。

2.3 二次系统的安全接地

二次系统的安全接地指二次系统中的电气设备金属外壳和接地极相连，确保设备的漏电流经由接地线进入大地，从而避免操作人员由于触摸二次设备发生触电事故，有效的保护操作人员的人身安全。安全接地设备电阻决定了其对地电压的要求，从安全接地的保护效果来看，要求电气设备的电压通过人体本身的电阻所产生的电流值应当在人体可承受的安全电流范围以内，这样才能达到保护人身安全的效果。实际应用中很多用电场合为了达到用电安全的目的，对设备进行了接地保护和接零保护，但是没有对设备漏电的问题进行有效的预防，工作人员应当对次提起注意，比如在某些地区的电气设备虽然进行了安全接地，但是其漏电压产生的漏电流已经超过了人体所能承受的极限，一旦有工作人员接触则很有可能导致触电事故。

2.4 二次系统的防雷接地

电力体统中，雷电是影响电网可靠运行的灾害之一，因此二次系统的防雷保护是十分必要的，当雷电击中电力设施时，设备线路会有过电压产生，造成线路之间或者对地发生闪络损坏电力设备。当变电站被雷电击中时，二次系统中的电子设备会受到强大的感应干扰，导致设备无法正常工作甚至直接损坏，造成严重的损失。对于雷击电流的应对主要采用以下手段：

（1）雷电击中变电站附近时，会有雷击电流在电缆沟的地线中产生，为了减小电缆沟中的雷电流，可以与地线平行敷设并联的地线对雷电流进行分流，从而减小雷击电磁场的强度抑制因电磁感应产生的过电压。

（2）雷电流产生后，接地点附近的电流通常比较大，因此为减小其对二次系统的影响，接地点应远离二次线路。

（3）可以在雷电的接入点家避雷针或避雷器，并且其接地线选择带屏蔽的材料，可以大大减弱雷电对二次系统的影响。

（4）雷电流的入地点选择接地网的中心，可以使入地点的电位和接地导体的电流减半，并且由于感应电势抵消的作用降低干扰效果。

（5）单独敷设避雷接地网，可以防止雷电流通过地线引入二次设备中。

2.5 二次系统的控制接地

二次系统的控制系统接地是二次设备和控制系统接地，主要起到抑制干扰的作用。系统接地电阻一般要求要小于4欧姆。一方面是自动化设备本身的接地端子进行良好接地，可以有效的抑制设备自身和外部系统的干扰信号，确保设备正常运行。另一方面，是二次系统控制线路屏蔽层接地，主要有屏蔽层单端接地和双端接地两种，为防止将变电站外部的干扰信号引入到变电站内部系统中，二次设备通常采用屏蔽层站内一端接地的方式，但当系统中有高频磁场干扰时，则需要对二次回路电缆采取双端接地，甚至当干扰源异常强大时需要对电缆采取双层屏蔽接地，外部屏蔽接地采用双端接地，内部屏蔽采用单端接地从而达到抗干扰的目的。

3 结论

随着智能变电站的发展，变电站二次系统设备种类和数量都在不断增加，为了应对变电站复杂的电磁环境，避免二次设备受到影响，确保电力系统的正常运行，必须做好变电站二次设备的接地工作。本文对二次系统的接地方案的研究深度和广度有限，然而现场情况是复杂多变的，在实际工作过程中应当针对现场环境的不同，合理设计接地方案，从而达到提高系统可靠性的同时降低工程成本的目的。

参考文献

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[2]汤放奇，胡登宇，肖金华.弱电设备的雷害分析及防雷保护[J].长沙电力学院学报，2005，20（5）.

[3]仇晓鹏.变电站综合自动化抗干扰与接地技术研究[D].济南：山东大学，2009.

作者简介

陈鑫（1984-），男，北京市人。学士学位。现为国网冀北电力有限公司经济技术研究院工程师，主要从事交流变电站建设管理工作。

作者单位

国网冀北电力有限公司经济技术研究院 北京市 100000