变电站二次等电位接地网的设计与构想

刘 中

（襄阳诚智电力设计有限公司，湖北 襄阳 441000）

0 引 言

为了确保电力系统的安全稳定运行和变电站发生故障时能够保证电气管理人员的安全，需要设置相应的接地装置，将电气设备与大地作电气连接。对于变电站二次设备而言，由于站内二次系统耐压能力不强，易受电磁的干扰，故应将主接地网与设备相接，同时由于变电站在运行过程中易出现故障而产生电磁干扰，进而对二次设备运行造成严重的影响，因此需单独设置二次等电位接地网[1]。

1 二次系统接地与抗干扰的分类

《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T 5136—2012的第16节中将二次系统接地分为常规二次回路及设备接地、抗干扰接地以及计算机系统接地3大类。

二次系统接地主要是通过设置二次等电位接地网来实现接地。在安装室内等电位地网时，应将其安装于二次设备屏柜，房间内部还要敷设专用地网，以构建等电位面，这样有利于减少电磁干扰。在敷设二次电缆时，应敷设于电缆沟内，为电缆提供相应的接地。

2 二次等电位接地的设置

2.1 屏柜接地设置

设置控制屏柜下部时，根据《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T 5136—2012的要求，接地铜排的截面应大于100 mm2[2]。

对于二次屏柜而言，需要提供直流装置（包括保护、测控装置等）的工作接地，且要提供辅助设备的保护接地。部分厂家为防止系统的波动损害直流装置，应在二次屏柜内设置两根接地排，一根与屏柜电气连接，用于交流系统保护接地，另一根与屏柜绝缘的铜排相接，用于设备工作接地。有些厂家二次屏柜抗干扰能力较强，对接地铜排是否分交直流没有做要求，具体可以征求厂家要求来做[3]。

2.2 室内等电位地网设置

根据《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T 5136—2012的要求，室内屏柜下的电缆应沿着屏柜方向进行敷设，其敷设截面大于100 mm2的铜排，同时采用专用支架进行固定，且在铜排首尾端连接时按照“目”字形进行连接，以形成独立的等电位地网。等电位接地网铜排数量为4根以上，且截面积应大于50 mm2，同时在电缆沟入口处，要与主接地网进行连接[4]。在设置4根铜排位置时，应选择主接地网与等电位接地网的接近处，为确保铜排的可靠连接，铜排需在4根以上，且要在电缆室的不同角落与主接地网相接。室内等电位网敷设及与主接地网连接方式如图1所示。

图1 室内等电位网敷设及与主接地网连接方式

以之前设计过的110 kV万山全户内变电站为例，户内等电位网的连接方式如图2所示，在控制室内屏柜下层的活动夹板下按屏柜布置方向敷设“目”字形封闭专用铜排，同时在10 kV高压室内沿电缆沟布置等电位接地网。同时在电缆沟入口处采用了4根185 mm2的铜缆构成共同接地点与主接地网一点连接[5]。

图2 110kV万山户内变电站等电位接地网

2.3 室外等电位地网设置

室内等电位接地网和室外等电位接地网各自的作用不同，对于二次电缆沟，在敷设时应敷设电缆截面积大于100 mm2的裸铜排，以形成室外的等电位接地网。通过接地铜排的合理设置，可降低二次电缆屏蔽层接地时电缆两端的地电位差，并起到电缆屏蔽层地电流分流的作用，以防屏蔽层地电流过大时出二次电缆烧毁的现象。对于沟道内接地铜排，在敷设在时应将其敷设在最上层支架上，以减少沟内电缆对屏蔽外部空间的干扰[6]。与此同时，在电缆沟道入口处将沟内敷设的铜排引入控制室时，确保与内主接地网的一点相连，同时此接点布置应与等电位接地网的接地点保持一致。另外，在不同的二次电缆沟道内，将敷设的接地铜排汇集至等电位接地网处的电缆沟入口，并与主接地网相连。张楼110 kV户外变电站的等电位地网走向如图3所示。

图3 张楼110 kV户外变电站等电位地网走向图

张楼站户外等电位接地网基本沿电缆沟平行布置，同时与户内控制室和高压室等电位地网相互连接，并且在户内电缆沟与户外电缆沟连接处与主接地网实现一点接地[7]。

图4是沿电缆沟布置的等电位铜排断面图，注意铜排要和电缆沟支架及接地扁铁绝缘不可连接，沿电缆沟平行的铜排仅能和控制室内的等电位接地网直接相连。

图4 电缆沟内铜排安装图

对于户外电压互感器和电流互感器等，应在地端子箱内设置裸铜排，保证其截面积大于100 mm2，且要采用截面积大于100 mm2的铜排，并与等电位接地网相连。为确保二次电缆的屏蔽层与等电位接地网相接，并形成一种并联形式，电缆屏蔽层应与电缆沟各端子箱内的接地铜排相连，其等电位接地网应与主接地网相连[8]。

在布置保护就地站时，应采用分散布置的方式。在通信室与集控室之间，应采用截面积大于100 mm2的铜排，并与主接地网相连。此外将保护就地站与等电位接地网相连，确保其连接的可靠性[9]。

在等电位网与主接地网连接时，应采用在一点上连接，合理选择连接位置，禁止接近并联电容器、避雷器、高压母线以及电压互感器等设备，同时确保与大电流入地点的距离大于15 m[10]。

3 结 论

变电站在遭到雷击等极端情况下，入地电流很大，即使二次等电位网全部采用铜缆，电阻很小，但随着距离的延长，二次电位差依然较大，会对二次等电位接地网造成很大干扰。变电站的防雷保护有专门的措施来预防雷击的发生，如设置避雷针、站外线路设避雷线，出线间隔设出线避雷器以及站内母线设置避雷器等，以此来满足全站二次设备的抗干扰要求。