10 kV系统小电阻接地改造与运维注意事项

廖金威

（广东电网有限责任公司梅州供电局，广东 梅州 514021）

0 引 言

早期变电站10 kV系统以不接地或消弧线圈接地为主，当系统出现单相接地时，故障相电压为0，其他两相电压升高为正常电压的倍，可以允许继续运行2 h，但这个过程中存在人身触电风险，危害极大。为消除电网发生接地故障时对人身安全的威胁，必须在更短时间内隔离故障，加上电网的快速发展，越来越多电缆线路投入运行，中性点不接地和经消弧线圈接地已经无法满足要求，需要逐步改造成经小电阻接地，即10 kV系统人为地通过接地变增加1个中性点经小电阻接地，可以在单相接地故障发生时，零序保护快速可靠动作，及时切除故障，防止事故扩大，保障人身安全。本文就小电阻接地改造实施、过程管控和运维注意事项进行探讨。

1 10 kV系统中性点接地方式选择

本文以广东地区常采用的10 kV系统中性点不接地、经消弧线圈接地、经小电阻接地等3种方式为例，从安全性、可靠性、绝缘水平要求、抑制谐振过电压能力等方面进行分析对比，如表1所示[1]。

表1 10 kV系统常见3种接地方式主要特性对比表

10 kV系统中性点经小电阻接地是综合安全性、可靠性、设备绝缘水平、抑制谐振能力要求等方面考虑的最优选择，进行小电阻接地改造可以解决城区线路缆化率增高下带来的消弧线圈接地方式电容电流补偿能力有限的问题，能够有效限制系统过电压，最快地切除单相接地故障[2]。进行10 kV系统中性点经小电阻接地改造成为必然趋势。

2 10 kV系统小电阻接地改造要求

10 kV系统通过接地变经小电阻接地运行方式如图1所示。

图1 10 kV系统小电阻接地改造后接线

正常运行时，接地变对正序、负序电流呈高阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流。由于毎个心柱上2个绕组绕向相反，同柱上2个绕组流过相等的零序电流呈现低阻抗，零序电流在绕组上的压降很小。当系统发生单相接地故障时，经小电阻接地的接地变为系统提供足够的零序电流，高灵敏度的零序保护动作并瞬时切除故障线路，防止事故扩大，保障人身安全[3]。

因此，变电站10 kV系统进行小电阻接地改造时，为实现零序保护跳闸出口的功能，其所有10 kV线路、电容、站变、小电阻间隔均需增加保护用的穿心式零序电流互感器（Cunet Transformer，CT），安装在一次电缆头处，其中10 kV小电阻间隔保护装置相过流保护使用开关CT，零序过流使用独立零序CT。改造或新建变电站装设零序CT，验收时要特别注意电缆屏蔽层引出线接地问题。屏蔽层引出线在零序CT下方直接接地，在零序CT上方则需要穿过零序CT再接地，以免影响保护的正确动作，正确的接地方式如图2所示。

图2 电缆屏蔽层引出线正确接地示意

完成零序CT安装后，需要相应增加零序保护跳闸出口的功能，即某间隔发生单相接地后，保护、测控装置可以检测到零序电流，达到零序过流保护整定值时，该间隔保护零序一段跳闸出口，断开该间隔开关，单相接地故障消除。10 kV母线并列运行时，线路单相接地故障后断路器拒动或者母线单相接地故障时，接地变高压侧零序保护1时限跳开母线分段断路器，2时限跳开本侧主变低压侧断路器，接入手跳回路，闭锁备自投[4]。

3 10 kV系统小电阻接地改造风险管控

10 kV系统中性点通过接地变经小电阻接地改造主要分7个步骤：（1）完善各10 kV间隔的零序保护，包括零序电流回路、零序保护功能；（2）直接加装接地变和小电阻或拆除消弧线圈后加装小电阻等一次设备；（3）完善接地变（兼站变）的零序保护及相关联跳、闭锁回路；（4）完善所有相关间隔定值；（5）小电阻投运前继保人员向运行人员进行现场交底；（6）变电部门向调度部门发送投运申请单；（7）运行人员向调度申请投运小电阻。

改造需要等所有间隔都逐一完善零序保护功能后才能投入小电阻，而一般情况下所有间隔不能同时停电，所以为避免重复停电和防止改造过程误跳其他运行间隔，要求完善1个间隔后进行验收时，都需要对零序CT进行1次升流，检查零序CT一二次回路是否正常。改造时务必做好全过程管控，各责任主体落实责任，具体如下。

3.1 对于施工单位

需要做好作业前的现场勘查和作业风险评估，确定现场安全措施和二次措施单的编写；工作前根据现场勘查结果进行安全技术交底，填写好工作票，并附上编制好的经继保班组审核合格的二次措施单，提前一天发到巡维中心，同时确保工作票人员资质满足要求；工作前工作负责人对于工作任务以及工作中具体实施哪些二次安全措施应足够清晰，接受许可人安全交代后，对班组成员进行安全交代；工作时严格按照二次措施单填写的内容布置二次安全措施，防止误触碰、误解接线造成误跳闸；完成零序CT加装和零序功能完善，并做好每个间隔零序CT变比和其他相关设备参数的记录；调试时做好跳闸矩阵的现场记录，并有继保人员见证签名，结束后当天反馈上报。

3.2 对于继保班组

需要陪同施工单位进行作业前勘查，现场核实所需安全措施，确认工作票上的二次措施单准确无误，并在备注栏签名，尤其是需要做好已有接地变间隔的相关联跳回路和联跳出口压板的防误跳措施；做好现场监督和提醒，严格把好验收关，停电传动完联跳开关（分段、变低)后，需记录接线位置，并在开关柜门及端子上做好标识，防止小电阻投运前恢复接线错误；用绝缘胶布封闭相关压板；在电源端（分段、变低保护）解开跳闸线，同时接地变侧测量到电位变化到零，解开的线封好胶布；验收合格后，编制某某变电站小电阻投运前安全交底表，表包含但不限于以下内容：定值整定、回路完善、联切回路、遗留问题、运行方式交底、双方签名确认栏、确认时间。

3.3 对于运行班组

需要陪同施工单位、继保班组进行作业前勘查，确保工作地点范围内的安全措施充足；提前1天做好外施工单位工作票的审核和接收，做好操作和布置安全措施的准备；加装零序CT工作的必须要求线路对侧接地，按照工作票要求做好安全措施；开工前对工作负责人进行安全交代，必要时做好现场监管，消除安全隐患；严格做好零序CT加装和零序保护功能完善后的验收，然后在改造完的接地变开关柜上张贴“注意联切10 kV分段及主变变低开关”等清晰直观的标识。

4 10 kV小电阻接地系统运维注意事项

投入小电阻后，当10 kV系统发生接地时，首先会由接地间隔的零序保护跳自身开关，若接地故障不能切除，则达到整定时间后接地变零序过流保护会动作，先跳分段和闭锁10 kV备自投，后跳主变低压侧开关，对应的保护装置均会有保护跳闸的信息。运行过程中，若发现小电阻间隔出现异响、异味、过热、局放异常等情况，应第一时间汇报，做好现场检查，必要时申请停电处理。

当小电阻间隔有工作时，工作票上必须退出联跳变低、分段、闭锁备投出口压板等相关压板。运行人员在许可工作前，需要对班组进行充分的风险提示，体现在工作票安全交底其他注意事项中，二次端子排上有涉及联切回路，若误碰、误短接会导致10 kV分段、主变变低开关跳闸，应做好预控措施[5]。

因系统接地电阻大小直接影响到接地时零序电流，正常运行时10 kV母线必须有且只有1个小电阻接地点，在转方式过程中，不能失去小电阻接地，可以允许短时间有2个小电阻接地点。特别注意，当某一10 kV母线通过10 kV联络线路反供时，此母线已通过联络线路对侧母线进行小电阻接地，本侧小电阻应退出运行[6]。涉及小电阻接地方式改变时，应注意以下问题。

4.1 10 kV单母接线方式下

无论接地变是否兼站变，正常接地变投入运行，小电阻中性点地刀在合位，该间隔通过接地变开关控制小电阻的投退。当接地变中性点地刀拉开后，即接地变开关转冷备用或检修，退出相关联切压板。

4.2 10 kV单母分段方式下

2台主变变低并列运行时，只投入其中1台接地变，另1台接地变保持热备用状态，相关联切压板保持在投入状态，当需要由并列运行转分列运行时，转分列方式前，2台接地变均应投入运行；2台主变分列运行时，2台接地变均应投入运行。当需要由并列运行转分列运行时，并列后应将其中1台接地变转热备用，联切压板保持在投入状态，具体方式如下。

（1）2段母线的接地变均不兼站用变。正常通过接地变开关控制小电阻的投退，当接地变在热备用的状态下不用投退联切压板，当接地变转冷备用后退出相关联切压板。

（2）其中1台接地变兼站变，另1台单独的接地变带小电阻。对于兼站用变的接地变，要通过将接地变转冷备用后拉合中性点地刀的方式投退小电阻，单独的接地变带小电阻直接通过接地变开关控制小电阻的投退，当接地变中性点地刀拉开后退出相关联切压板。

（3）2台均为接地变兼站变。需要通过将接地变转冷备用后拉合中性点地刀的方式投退小电阻，当接地变中性点地刀拉开后退出相关联切压板。

（4）当需要停用其中1台主变时，10 kV分段开关转运行后，则一般退出停用主变变低对应母线连接的接地变。对于接地变不兼站用变的，直接通过接地变开关控制，然后退出相关联切压板；对于接地变兼站用变的，则需要将其转冷备用后拉开接地变中性地刀，退出相关联切压板，再将接地变兼站用变投入运行，保留运行的主变变低对应母线连接的接地变经小电阻接地。

（5）其中1台接地变本身需要停电的，则通过上述方式在确保运行母线有且只有一个小电阻接地点的前提下，将需要停电的接地变转冷备用或检修，然后退出相关联切压板。

5 结 论

随着电网快速发展，10 kV系统中性点经小电阻接地越来越普遍。本文对小电阻接地改造过程中如何做好风险管控进行了较为详细的分析介绍，研究了小电阻接地改造后涉及运行方式转换时的注意事项。电网结构日趋复杂，对于小电阻接地方式下不断出现的新问题需要进一步探讨，才能确保安全可靠的电力供应。