石磊，溫鑫，趙栓龍

（鄭州地鐵集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450000）

從目前的使用情況來看，在電力系統(tǒng)接地方式的選擇中，常用方式為小接地短路電流系統(tǒng)和大接地短路電流系統(tǒng)。2種接地方式在大接地短路電流系統(tǒng)指中性點(diǎn)直接接地，小接地短路電流系統(tǒng)指中性點(diǎn)不接地，經(jīng)消弧線圈接地。另外，還有中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，它介于兩者之間。在地鐵工程數(shù)量不斷增加的背景下，如何對接地方式進(jìn)行優(yōu)化選擇也成為非常重要的工作內(nèi)容。

1 2種接地方式的比較及選擇

1.1 供電可靠性比較

在線路正常運(yùn)行期間如果出現(xiàn)了瞬時(shí)性故障，此時(shí)采用消弧線圈接地模式的系統(tǒng)，在遇到此類情況時(shí)，消弧線圈會(huì)暫時(shí)承擔(dān)供電系統(tǒng)的責(zé)任，為線路補(bǔ)償電流，使其保持在通路狀態(tài)，不會(huì)在故障時(shí)瞬間跳閘。而線路也會(huì)在有故障狀態(tài)下繼續(xù)保持運(yùn)行2～3小時(shí)，具備較強(qiáng)的供電可靠性。同時(shí)借助小電流接地選線裝置來完成該區(qū)域故障線路的具體位置，隨后進(jìn)行下一步的應(yīng)用處理，實(shí)現(xiàn)不斷電狀態(tài)下的故障檢修，確保地鐵工程運(yùn)行過程的穩(wěn)定性。而低電阻接地模式在應(yīng)用過程中，因?yàn)樗矔r(shí)間產(chǎn)生的電流量巨大，因此系統(tǒng)會(huì)直接跳閘，突然斷電后系統(tǒng)會(huì)處于緊急制動(dòng)狀態(tài)，會(huì)增加一些運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生幾率。由此可見，在接地方式應(yīng)用中，消弧線圈接地模式供電可靠性要高于低電阻接地模式。

1.2 系統(tǒng)絕緣配合性能

在對系統(tǒng)絕緣配合性能進(jìn)行分析時(shí)，需要明確電力系統(tǒng)在運(yùn)行期間主要包含了內(nèi)部電壓分壓和外過電壓2部分內(nèi)容。在低電阻接地模式應(yīng)用過程中，該模式會(huì)在故障發(fā)生前進(jìn)行電容電荷的分流，這樣在使用過程中也會(huì)對內(nèi)部電壓分壓起到降低的作用，從而降低了諧振電壓的出現(xiàn)。同時(shí)在應(yīng)用期間也可以對外過電壓進(jìn)行合理控制，確保系統(tǒng)運(yùn)行過程的安全性。而消弧線圈接地模式在使用過程中，遇到較高電壓數(shù)值后，不會(huì)對電容電荷進(jìn)行分流，這樣在使用過程中無法對內(nèi)部電壓分壓起到降低的作用，在電壓數(shù)值過大時(shí)容易出現(xiàn)諧振電壓，影響到整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程的穩(wěn)定性。由此可見，在接地方式應(yīng)用中，消弧線圈接地模式絕緣配合性能要低于低電阻接地模式。

1.3 繼電保護(hù)情況

為了確保系統(tǒng)運(yùn)行期間的安全性，會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中設(shè)置繼電保護(hù)裝置，在遇到突發(fā)情況時(shí)可以及時(shí)斷電，從而提高了系統(tǒng)運(yùn)行過程的安全性。利用消弧線圈接地模式來進(jìn)行繼電保護(hù)時(shí)，如果此時(shí)出現(xiàn)了運(yùn)行故障，所產(chǎn)生的故障電流相對較小，一般都是在10A以下，隨后按照自動(dòng)調(diào)諧的方式對其進(jìn)行修正，所得到脫諧度在10%左右，而且在數(shù)據(jù)補(bǔ)償后其內(nèi)容不會(huì)超過1A，此時(shí)系統(tǒng)雖然不會(huì)出現(xiàn)跳閘的情況，但是會(huì)對外發(fā)出預(yù)警信號，提示工作人員針對故障問題進(jìn)行檢修，以人工操作的方式來斷開所需線路，其穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度相對較強(qiáng)。而低電阻接地模式在應(yīng)用過程中，因?yàn)樗矔r(shí)間產(chǎn)生的電流量巨大，因此系統(tǒng)會(huì)直接跳閘，此時(shí)系統(tǒng)也會(huì)由特定系統(tǒng)對其進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)整體性較強(qiáng)，但是精準(zhǔn)度相對較低。由此可見，在接地方式應(yīng)用中，消弧線圈接地模式精準(zhǔn)度和復(fù)雜性要高于低電阻接地模式。

1.4 中性點(diǎn)運(yùn)行情況

利用消弧線圈接地模式來進(jìn)行中性點(diǎn)運(yùn)行情況評估時(shí)，如果此時(shí)出現(xiàn)了運(yùn)行故障，所產(chǎn)生的故障電流相對較小，不會(huì)出現(xiàn)跳閘的情況，但是該接地模式在應(yīng)用過程中，對于電壓偏移數(shù)值有要求，即不能超過15%的系統(tǒng)相電壓值。而且在此過程中也會(huì)對脫諧度進(jìn)行合理控制，將其調(diào)控在合理范圍內(nèi)，而且消弧線圈會(huì)暫為線路補(bǔ)償電流，使其保持在通路狀態(tài)，判斷結(jié)果的精準(zhǔn)度較高。而低電阻接地模式在應(yīng)用過程中，因?yàn)樗矔r(shí)間產(chǎn)生的電流量巨大，因此系統(tǒng)會(huì)直接跳閘，同時(shí)系統(tǒng)不允許兩臺(tái)電阻保持并聯(lián)運(yùn)行，而且系統(tǒng)在運(yùn)行期間也不允許系統(tǒng)在失去接地點(diǎn)來保持運(yùn)行，其對于運(yùn)行要求相對較低。由此可見，在接地方式應(yīng)用中，消弧線圈接地模式中性點(diǎn)運(yùn)行情況的繁瑣性和要求要高于低電阻接地模式，但是具備了較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

1.5 應(yīng)用安全性比較

利用消弧線圈接地模式來維持電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果此時(shí)出現(xiàn)了運(yùn)行故障，所產(chǎn)生的故障電流相對較小，可以將其控制在10A以下，甚至可以將電流控制在1A左右，這樣在使用過程中，會(huì)對脫諧度進(jìn)行合理控制，將其調(diào)控在合理范圍內(nèi)，能夠降低電位轉(zhuǎn)移電勢基礎(chǔ)情況，這樣也在很大程度上降低了結(jié)構(gòu)的接觸電壓和跨步電壓情況，使整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行期間可以維持在比較穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。而低電阻接地模式在應(yīng)用過程中，因?yàn)樗矔r(shí)間產(chǎn)生的電流量巨大，因此系統(tǒng)會(huì)直接跳閘，而且內(nèi)部產(chǎn)生的電流數(shù)值在400A左右，此時(shí)電壓出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致電位轉(zhuǎn)移電勢的情況，而產(chǎn)生的危險(xiǎn)電壓也會(huì)通過外殼進(jìn)行傳遞，從而提高了人員接觸時(shí)所帶來的觸電風(fēng)險(xiǎn)。由此可見，在接地方式應(yīng)用中，消弧線圈接地模式供電安全性要高于低電阻接地模式。

1.6 通信系統(tǒng)穩(wěn)定性

利用消弧線圈接地模式來維持電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果此時(shí)出現(xiàn)了運(yùn)行故障，線圈會(huì)對線路中的電流情況進(jìn)行補(bǔ)償，但是會(huì)將運(yùn)行電流控制在1～10A，同時(shí)還可以維持正常的工作狀態(tài)，減少電位轉(zhuǎn)移電勢，在發(fā)出預(yù)警信息時(shí)，由于系統(tǒng)在運(yùn)行期間依舊保持著比較穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，因此預(yù)警信息依舊可以順利傳遞，不會(huì)帶來干擾性。而低電阻接地模式在應(yīng)用過程中，因?yàn)樗矔r(shí)間產(chǎn)生的電流量巨大，電流數(shù)值在400A左右，而且產(chǎn)生的較高電壓也會(huì)在系統(tǒng)外殼上進(jìn)行傳遞，使高電勢出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的情況，產(chǎn)生較大的磁場，這樣在信號傳遞過程中，會(huì)帶來較大的負(fù)面干擾，影響到信號傳遞過程的穩(wěn)定性。由此可見，在接地方式應(yīng)用中，消弧線圈接地模式穩(wěn)定性要高于低電阻接地模式。

2 設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

2.1 35kV出線保護(hù)配置

在35kV出線保護(hù)配置應(yīng)用過程中，為確保系統(tǒng)運(yùn)行過程的穩(wěn)定性，需要注意以下幾點(diǎn)應(yīng)用內(nèi)容：第一，增加保護(hù)設(shè)施的應(yīng)用種類，在具體的配置中，除了常規(guī)狀態(tài)下的電流保護(hù)裝置外，還需要在系統(tǒng)中配置光纖縱差保護(hù)體系，例如，可以使用零序電流來作為系統(tǒng)保護(hù)重要保障，而且在出現(xiàn)運(yùn)行故障之后也可以對潛在問題進(jìn)行及時(shí)處理，從而確保系統(tǒng)運(yùn)行過程的安全可靠性。第二，對于保護(hù)配置結(jié)構(gòu)材料需要在選擇期間做好綜合評價(jià)工作，從中選擇可靠性較強(qiáng)的應(yīng)用材料，做好材料質(zhì)量驗(yàn)收工作，而且在使用過程中還需要注意相應(yīng)的監(jiān)督管理工作，從而確保系統(tǒng)運(yùn)行過程的穩(wěn)定性，提高其應(yīng)用過程的可靠性。

2.2 接地變壓器保護(hù)配置

在地鐵車站運(yùn)行過程中，所采用的接線主要以Y/Δ類型的接線，并且接線處沒有中性點(diǎn)，為了確保接地變壓器運(yùn)行過程的安全性，也需要適當(dāng)增加保護(hù)裝置，確保其應(yīng)用過程的可靠性。在具體的設(shè)計(jì)過程中，會(huì)在系統(tǒng)中增加一個(gè)Z型接地變引結(jié)構(gòu)，以此來幫助系統(tǒng)引出一個(gè)中性點(diǎn)，并且將引出的中性點(diǎn)和低電阻順利關(guān)聯(lián)在一起，借此來完成低電阻接地應(yīng)用。在具體地安裝過程中，也需要做好相關(guān)內(nèi)容的客觀分析，選擇合適的接觸模式。在具體的應(yīng)用過程中，可以通過將連接電纜和接地變壓器進(jìn)行連接，而且在此過程中能夠通過主變電壓來進(jìn)行引線處理，此時(shí)電流保護(hù)動(dòng)作可以和各側(cè)開關(guān)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，并且關(guān)聯(lián)性動(dòng)作需要分段自投處理，借助零序電流來完成處理，從而提升系統(tǒng)運(yùn)行過程的可靠性。

2.3 中性點(diǎn)電阻阻值的選取

除了上述提到的應(yīng)用內(nèi)容外，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中還需要注重中性電阻阻值的選取，在具體的選擇過程中，需要注重以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，做好選擇內(nèi)容的綜合性考量，在選擇電阻組織的具體情況時(shí)，需要結(jié)合目前系統(tǒng)運(yùn)行情況，結(jié)合具體的應(yīng)用情況來做出選擇，在具體的選擇過程中，傾向于電阻值較小的電阻，這樣在出現(xiàn)異常情況時(shí)所產(chǎn)生的異常電流越大，可以輔助繼電保護(hù)工作的順利運(yùn)行，確保系統(tǒng)運(yùn)行過程的安全性。第二，在電阻值范圍選擇中，也需要兼顧系統(tǒng)對于通信系統(tǒng)的影響性，并且也需要對系統(tǒng)運(yùn)營情況進(jìn)行客觀考量，評估系統(tǒng)運(yùn)行過程的穩(wěn)定性，從而確定最為恰當(dāng)?shù)娜≈捣秶?，提升所選電阻的使用價(jià)值。

3 結(jié)語

綜上所述，進(jìn)行110kV地鐵用戶站設(shè)計(jì)時(shí)，低壓側(cè)接地采用低電阻接地。采用低電阻接地以后，在35kV線路保護(hù)配置、接地變保護(hù)配置、低電阻阻值選取等方面都有不同于消弧線圈接地的特殊問題需要加以注意。同時(shí)由于接地故障電流較大，還需要特別注意低壓35kV用戶側(cè)用電的人身安全，要注意35kV用戶側(cè)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，接觸電勢和跨步電勢的校驗(yàn)，考慮好對應(yīng)的防觸電安全措施，以提升擬建系統(tǒng)運(yùn)行過程的安全性。