电网主变中性点接地方式调整技术应用
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摘要：电网主变中性点接地方式的选择和调整是电网运行的核心技术之一，直接影响电力系统的安全运行。同一短路故障发生在大电流接地系统和小电流接地系统会造成不同的系统参数变化和事故影响。在电网实际运行方式调整中，尤其要注意调整主变中性点的接地方式，这项技术要求对于避免发生电网事件有着重要的意义。
关键词：电网运行；主变中性点；接地方式；调整技术；电力系统；电力故障 文献标识码：A
中图分类号：TM727 文章编号：1009-2374（2015）27-0067-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.035
电网中主变中性点接地方式的选择和调整是电网运行的核心技术之一，直接影响着电力系统的安全运行。电力系统中主变中性点有两种运行方式：一种是中性点直接接地运行，也称大电流接地系统或有效接地系统；另一种是中性点不接地或经消弧线圈接地运行，也称小电流接地系统或非有效接地系统。
大电流接地系统和小电流接地系统把电力系统分为两个既紧密联系又相对独立的系统。一般用X0∑/X1∑的比值来反映系统中性点接地方式，X0∑指系统零序综合阻抗，X1∑指系统正序综合阻抗。X0∑影响单相接地短路电流，X1∑影响三相短路电流。X0∑/X1∑≤4～5为大电流接地系统，X0∑/X1∑>4～5为小电流接地系统。
1 主变中性点不同接地方式下的事故影响
当电力系统发生单相接地短路故障时，同一短路故障发生在大电流接地系统和小电流接地系统会造成不同的系统参数变化和事故影响。当系统发生单相接地短路时，在零序电压的作用下，零序电流沿线路、接地点、大地、主变中性点形成零序回路通路。主变中性点的接地数量和位置直接影响零序电流的大小和分布。为了控制零序电流的大小和在系统中的分布，使零序保护能适应系统方式变化正确动作，主变和线路的零序保护要求各接地点分布合理、接地阻抗变化尽可能小，接地的位置和多少应相对固定。大电流接地系统中主变中性点采用部分接地运行（而不是全部接地），接地的数量和位置相对固定。大电流接地系统的线路发生单相接地短路时构成了短路回路，反映单相接地故障的零序保护动作，线路开关的故障相跳闸或三相跳闸，靠装设重合闸尽快恢复供电。如果是永久性故障，则重合闸动作、重合不成功，开关跳闸，中断供电，所以大电流接地系统的供电可靠性低。
小电流接地系统的线路发生单相接地短路时，不构成短路回路，由于三相线电压保持对称且大小不变，所以线路开关不会跳闸，对用户设备无影响，能在一定时间内继续运行（最长不超过1小时），不会中断供电，所以小电流接地系统的供电可靠性高。
电力系统的中性点接地方式直接影响着电力系统的安全运行，决定着电力系统的特性。考虑电力系统的稳定性和经济性原因，我国110kV及以上系统设备的绝缘水平按相应电压等级的相电压设计，66kV及以下系统的设备的绝缘水平按相应电压等级的线电压设计。着重考虑到110kV及以上电压等级的设备降低绝缘水平带来的经济性，该系统一般采用中性点直接接地运行（即大电流接地系统）。着重考虑到66kV及以下电压等级的设备供电可靠性，该系统的设备一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地系统（即小电流接地系统）。
2 电网实际运行中主变中性点调整技术的应用
在电网实际运行中，常常由于计划检修、负荷变化、设备故障等原因调整电网运行方式。由于主变中性点对系统有重要影响，所以在进行运行方式调整时，需要特别注意调整主变中性点接地方式。
2.1 主变中性点调整实际案例分析
以河北曲周220kV变电站为例来分析主变中性点调整技术。
2.1.1 曲周站正常运行方式。河北曲周220kV变电站一次系统接线图见图1。
曲周站1号主变型号为SFPS8-120000/220，容量为120MVA，调压方式为无载调压变压器；2号主变型号为SSZ-180000/220，容量为180MVA，调压方式为有载调压变压器。
正常运行方式为：281、282分别供220kV 1号、2号母线，母联201开关合。1号、2号主变高压侧并列运行，1号主变高压侧中性点不接地、中压侧中性点接地运行；2号主变高、中压侧中性点均接地运行。111供110kV 1号母线运行带181、183运行，112供110kV 2号母线带182、184运行，110kV、35kV均分列运行，母联101开关、301开关分，101备自投装置、301备自投装置投运。
因1号主变容量与2号主变不一致，所以110kV侧分列运行，母联101开关分，101备自投装置投运。此时注意1号主变中压侧中性点需接地，目的是增加接地点后，减少110kV 1号母线系统零序综合阻抗，提高系统单相接地短路时的零序电流，改变零序电流分布，提高1号主变及110kV线路的零序保护的灵敏度，保证1号主变和110kV线路的零序保护正常动作。
2.1.2 曲周站一台主变检修时中性点调整技术要求。当1号主变检修时，101备自投装置、301备自投装置停运，101开关、301开关合，此时为了保护1号主变中性点绝缘不受过电压损坏，应将1号主变高压侧中性点接地后，再将1号主变由运行转检修，1号主变中压侧已与系统脱离，保持接地。110kV 1号、2号母线成为一个系统，由2号主变提供中性点接地点。
当2号主变检修时，为保证曲周站中性点接地数量，保证该站在系统中零序综合阻抗基本不变，需先将1号主变高压侧中性点接地，再将101备自投装置、301备自投装置停运，101开关、301开关合，将2号主变由运行转检修，2号主变高、中压侧已与系统脱离，保持接地。
2.1.3 曲周站1号主变更换后的正常运行方式。2014年某日，曲周站1号主变更换为SSZ-180000/220型号的主变，可与2号主变并列运行。为了提高供电可靠性，曲周站1号、2号主变中压侧改为并列运行。
此时曲周站新的正常运行方式为：2号主变的高压侧、中压侧均接地运行，母联101开关合，101备自投装置停运。1号主变高压侧、中压侧均不接地运行。其他设备运行方式保持不变。
此时应注意，1号主变中压侧中性点由接地改为不接地运行，两主变中压侧并列运行后，110kV 1号母线系统的接地点由2号主变提高，1号主变中压侧中性点接地点无需再接地。
2.2 主变中性点的调整技术要求汇总
在进行运行方式调整时，应尽量保持变电站的零序综合阻抗X0∑基本不变。遇到因主变检修等原因使变电站的X0∑有较大变化的特殊运行方式时，应根据规程或实际情况调整主变接地方式，具体情况详见表1：
3 结语
电力系统中主变中性点是否接地对于电力系统的安全运行十分重要，它决定了电力系统的特性。主变中性点接地方式应根据电力系统中设备的绝缘水平、稳定性、经济性等运行要求来确定其接地点的数量和位置。大电流接地系统中主变中性点采用部分接地运行，接地的数量和位置相对固定。
在进行运行方式调整时，应注意尽量保持变电站的零序综合阻抗基本不变。遇到因主变检修等原因使变电站的零序综合阻抗有较大变化的特殊运行方式时，应根据规程或实际情况按特殊方式处理。调整好主变中性点接地方式，对于避免发生电网事件有着重要的意义。
参考文献
[1] 国家电力调度通信中心.电网调度运行实用技术问答（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2008.
[2] 尹克宁.电力工程[M].北京：中国电力出版社，2008.
作者简介：赵冀峰（1982-），男，河北邯郸人，国网河北省电力公司邯郸供电分公司工程师，研究方向：电网调控运行技术；石雷（1986-），男，河北邯郸人，国网河北省电力公司邯郸磁县供电公司助理工程师，研究方向：电网调控运行技术；郭素梅（1973-），女，河北邯郸人，国网河北省电力公司邯郸供电分公司副高级工程师，研究方向：电网调控运行技术。
（责任编辑：黄银芳）
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