為克服10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地選線準(zhǔn)確率不高、經(jīng)小電阻接地跳閘率高的弊端，目前廣東電網(wǎng)正廣泛開展10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)改造工程，采用可控電阻接地系統(tǒng)，即中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈并聯(lián)小電阻接地。該系統(tǒng)可在瞬時(shí)接地時(shí)用消弧線圈滅弧，消除故障；也可自行檢出永久性故障，投入小電阻以利用其特性切除故障，縮短電網(wǎng)故障運(yùn)行時(shí)間，進(jìn)一步減少處理過程中的相間短路事故，保證設(shè)備、線路的安全。

但若10kV線路零序保護(hù)拒動(dòng)，則可能導(dǎo)致10kV接地變保護(hù)越級(jí)動(dòng)作，造成整段母線甚至全站失壓。因此，合理的保護(hù)配置以及相關(guān)保護(hù)的正確整定對(duì)可控電阻接地系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

1 接地變零序電流保護(hù)的選用

可將10kV接地變零序保護(hù)分為高壓側(cè)零序電流保護(hù)和低壓側(cè)零序電流保護(hù)兩類。目前接地變零序電流保護(hù)一般指整定高壓側(cè)零序電流保護(hù)，取兩段保護(hù)，即第一時(shí)限跳分段隔離故障，第二時(shí)限跳變低閉鎖10kV備自投，來作為10kV母線單相接地保護(hù)以及10kV出線單相接地后備保護(hù)。其零序保護(hù)可選用的零序CT有開關(guān)側(cè)零序CT和小電阻側(cè)零序CT，如圖1所示。

兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)：①若取開關(guān)側(cè)零序CT，則接地變回路將失去單相接地保護(hù)，零序電流保護(hù)存在死區(qū)，當(dāng)接地變回路（圖1 K1點(diǎn)）發(fā)生單相接地故障時(shí)，高壓側(cè)零序電流保護(hù)將無法動(dòng)作，此時(shí)只能由接地變過流保護(hù)隔離故障，存在靈敏度不足的問題；②若取中性點(diǎn)接地小電阻側(cè)零序CT，可以消除零序電流保護(hù)死區(qū)，但存在接地變回路發(fā)生單相接地故障時(shí)高壓側(cè)零序電流保護(hù)誤跳分段、主變變低的可能，這將造成10kV整段母線甚至全站失壓，擴(kuò)大事故的影響范圍。

為既能消除零序電流保護(hù)死區(qū)，又能防止零序電流保護(hù)誤動(dòng)、防止擴(kuò)大事故影響范圍，有必要引入接地變低壓側(cè)零序電流保護(hù)作為接地變回路單相接地保護(hù)。其中，高壓側(cè)零序電流保護(hù)的零序電流取自開關(guān)側(cè)零序CT，取兩段保護(hù)，即第一時(shí)限動(dòng)作于跳分段開關(guān)，第二時(shí)限動(dòng)作于跳主變變低（專用接地變）、閉鎖10kV備自投；低壓側(cè)零序電流保護(hù)的零序電流取自中性點(diǎn)接地電阻側(cè)零序CT，取一段保護(hù)，動(dòng)作于跳接地變高壓側(cè)開關(guān)，動(dòng)作時(shí)間與高壓側(cè)零序電流保護(hù)相配合，主要用于排除接地變回路的單相接地故障。

圖1 10kV可控電阻接地系統(tǒng)電氣主接線圖

2 接地變相間保護(hù)與接地保護(hù)定值的配合

對(duì)于可控電阻接地系統(tǒng)，接地變回路區(qū)外發(fā)生單相接地故障，接地變變高開關(guān)CT三相將流過大小相等、方向相同的零序電流，即流過中性點(diǎn)的零序電流為流過開關(guān)CT各相電流的3倍。若接地變相過流保護(hù)定值整定過小，10kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路而線路保護(hù)拒動(dòng)，則接地變相過流保護(hù)將在零序過流保護(hù)動(dòng)作跳開主變變低開關(guān)之前切除接地變開關(guān)，10kV系統(tǒng)成為不接地系統(tǒng)，有可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生間歇性弧隙過電壓，危害系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因而，對(duì)接地變相過流保護(hù)定值應(yīng)躲過10kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)的最大零序電流。

假設(shè)中性點(diǎn)小電阻R的阻值為16Ω，忽略接地變回路的零序阻抗，則接地變相過流保護(hù)定值可取為

（1）

3 兩回線同相接地對(duì)接地變零序電流保護(hù)的影響

在可控電阻接地系統(tǒng)中，兩回線同相發(fā)生經(jīng)過渡電阻接地故障時(shí)，各自饋線所產(chǎn)生的零序電流可能少于整定值，但受并聯(lián)作用影響，接地變中性點(diǎn)零序CT感受到的零序電流為兩饋線零序電流的疊加，這將可能導(dǎo)致接地變零序電流保護(hù)誤動(dòng)。接地變零序電流保護(hù)定值應(yīng)保證經(jīng)電阻單相接地故障時(shí)有足夠的靈敏度，可靠躲過線路的電容電流，并且還應(yīng)可靠避免出現(xiàn)兩饋線同相故障時(shí)靈敏度過大的問題，取值應(yīng)與饋線零序電流保護(hù)定值相配合。

當(dāng)前，有些電網(wǎng)將10kV線路零序電流保護(hù)定值一次值整定為60A，接地變零序電流保護(hù)定值一次值整定為75A，該定值并未躲過兩回線同相發(fā)生接地故障的影響。因接地變零序電流保護(hù)誤動(dòng)影響較大，可能導(dǎo)致10kV母線失壓，影響供電可靠性，故應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高接地變零序電流保護(hù)定值,以避免受到兩回線同相同時(shí)故障的影響。

4 接地變零序電流保護(hù)聯(lián)跳主變變低問題的探討

接地變零序電流保護(hù)動(dòng)作聯(lián)跳變低將導(dǎo)致10kV一段母線甚至全站失壓（并列運(yùn)行時(shí)），因而有必要探討接地變回路是否需聯(lián)跳主變變低的問題。根據(jù)GB/T 50064—2014標(biāo)準(zhǔn)的3.1.3條中性點(diǎn)不接地方式應(yīng)符合下列規(guī)定：不直接連接發(fā)電機(jī)、由電纜線路構(gòu)成的6～20kV系統(tǒng)，當(dāng)單相接地故障電容電流不大于10A時(shí)，可采用中性點(diǎn)不接地方式；當(dāng)大于10A又需要在接地故障條件下運(yùn)行時(shí)，宜采用中性點(diǎn)諧振接地方式。

對(duì)于城區(qū)電網(wǎng)以電纜出線為主、接地電容電流不大于10A的10kV系統(tǒng)來講，當(dāng)采用純小電阻接地時(shí)，可以考慮對(duì)接地變零序電流保護(hù)只整定一段，跳接地變高壓側(cè)開關(guān)，而不需聯(lián)跳分段和主變變低開關(guān)，此時(shí)10kV系統(tǒng)變成了不接地系統(tǒng)，可通過輪切10kV線路來隔離故障，這樣可以大大提高供電可靠性；而對(duì)于接地電容電流大于10A的小電阻系統(tǒng)來講，為防止間歇性電弧引起過電壓擴(kuò)大事故影響范圍，給系統(tǒng)造成更大的危害，零序過流保護(hù)需聯(lián)跳主變變低開關(guān)。

對(duì)于可控電阻成套接地系統(tǒng)，為克服接地變零序電流保護(hù)不聯(lián)跳主變變低開關(guān)可能導(dǎo)致因接地電容電流過大而引起的間歇性弧隙過電壓、聯(lián)跳接地變主變變低導(dǎo)致10kV母線失壓而影響供電可靠性的弊端，可考慮設(shè)計(jì)聯(lián)跳接地變中性點(diǎn)小電阻高壓真空接觸器回路。當(dāng)接地變高壓側(cè)零序電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)，將小電阻切除，此時(shí)系統(tǒng)將成為消弧接地系統(tǒng)，可以繼續(xù)運(yùn)行1～2h。

調(diào)度監(jiān)控人員可以根據(jù)是否收到某一10kV線路保護(hù)動(dòng)作信號(hào)來選擇是否試切該線路：若10kV開關(guān)故障無法跳開，則可按消弧接地系統(tǒng)10kV線路單相接地開關(guān)拒動(dòng)處理方案解決；若監(jiān)控未收到10kV線路保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，其原因可能是10kV線路零序保護(hù)拒動(dòng)或10kV母線接地，則可通過輪切10kV線路來隔離故障線路；若輪切完所有10kV線路后接地信號(hào)仍未消失，則可判定10kV母線接地，此時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選擇先轉(zhuǎn)移10kV負(fù)荷后、再切主變變低開關(guān)，或者直接切主變變低開關(guān)。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是，可以解決因10kV線路保護(hù)拒動(dòng)（如定值整定錯(cuò)誤、零序電流采樣錯(cuò)誤、保護(hù)跳閘出口回路斷線等）而導(dǎo)致接地變保護(hù)越級(jí)跳變低造成10kV母線失壓的問題。缺點(diǎn)是可能需要輪切10kV線路，影響供電可靠性，同時(shí)增加調(diào)控人員的工作量，但相比于越級(jí)跳變低而導(dǎo)致母線失壓來說，故障影響范圍已經(jīng)大大縮小。

總結(jié)

10kV可控電阻接地系統(tǒng)因其顯著的優(yōu)點(diǎn)，已成為廣東電網(wǎng)10kV系統(tǒng)的主流接地方式。考慮到可控電阻接地系統(tǒng)接地變零序電流保護(hù)誤動(dòng)影響較大，本文分析了接地變零序電流保護(hù)的若干問題，并針對(duì)各個(gè)問題提出了相應(yīng)的良好的解決方案。

• 1）針對(duì)接地變零序電流保護(hù)的選用，本文提出引入接地變低壓側(cè)零序電流保護(hù)，以消除保護(hù)死區(qū)或防止保護(hù)誤動(dòng)。
• 2）針對(duì)接地變相間保護(hù)需與接地保護(hù)定值相配合的問題，本文給出了相應(yīng)的相間保護(hù)整定計(jì)算公式。
• 3）針對(duì)兩回線同相、同時(shí)發(fā)生故障的問題，本文提出應(yīng)適當(dāng)提高接地變零序電流保護(hù)定值，以防止保護(hù)誤動(dòng)。
• 4）針對(duì)接地變保護(hù)聯(lián)跳主變變低的問題，本文提出可在接地變高壓側(cè)零序電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)將小電阻切除，以解決接地變保護(hù)越級(jí)跳變低而導(dǎo)致10kV母線失壓的問題。