巨民尚

（中國電建集團江西省電力建設有限公司，江西 南昌 330009）

1 引言

電力系統(tǒng)中變壓器中性點接地方式是一個綜合性、系統(tǒng)性的問題，接地方式如何，直接影響到電力系統(tǒng)內部過電壓水平、電器設備的絕緣強度、斷路器開斷容量、變壓器中性點絕緣水平以及變壓器的制造等。目前，變壓器中性點接地方式主要有不接地、直接接地、經消弧線圈接地、經電阻接地4 種方式。本文對某電廠高廠變中性點低阻接地回路做了具體地繼電保護計算，結合該電廠某次事故接地保護動作情況，進一步分析具體接地方式對繼電保護配置的要求[1-3]。

文中電廠為典型的一機一變單元接線結構，發(fā)電機出口電壓15.75 kV，主變高壓側電壓110 kV，發(fā)電機出口不裝設斷路器，發(fā)電機、主變、高廠變、勵磁變間通過封閉母線連接，高廠變接線組別為Dyn1 型，高廠變低壓側分兩支路分別接入廠用10 kV 工作段和備用段，高廠變中性點通過接地電阻柜接地。

2 計算用設備參數(shù)表及系統(tǒng)圖

（1）設備參數(shù)

計算用典型實例主設備詳細參數(shù)見表1~表4。

表2 主變參數(shù)

表3 高廠變參數(shù)

表4 高廠變中性點接地電阻柜參數(shù)

（2）系統(tǒng)圖

圖1 計算用一次系統(tǒng)

3 接地電流計算分析

高廠變中性點接地保護計算根據(jù)上文給出的系統(tǒng)圖、設備參數(shù)、廠家測試報告等進行計算，計算主要依據(jù)的標準如下：

GB/T 14285-2016 繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程。

DL/T 684-2012 大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算導則。

DL/T 1502-2016 廠用電繼電保護整定計算導則。

本文高廠變中性點接地保護計算主要包括如下5 個方面內容：

（1）計算中性點單相接地電流3IO。

（2）計算高廠變保護低壓側零序電流。

（3）計算高廠變低壓側10 kV 綜保進線分支零序電流。

（4）計算高廠變低壓側10 kV 綜保廠變分支零序電流。

（5）計算確定10 kV 綜保其他負荷分支零序電流。

3.1 接地電流3IO 計算

計算基準容量：SJ=1 000 MVA

計算基準電壓：UJ=10.5 kV

高廠變高壓側近似為無窮大系統(tǒng)。

根據(jù)高廠變出廠試驗測量得變壓器零序阻抗值ZO=0.43 Ω（供電端子abc-o）

其中ZO=0.43 Ω

將ZO、SJ、UJ值帶入（1）式中

高廠變正序阻抗標幺值

其中Ud%=10.5（高廠變阻抗電壓百分數(shù)）

將Ud%、SJ、SB值帶入（2）式中

高廠變負序阻抗標幺值Z2=Z1=4.2

根據(jù)復合序網圖可計算得到高廠變低壓側10 kV 母線單相接地電流3IO。

其中Z1=4.2

ZR為高廠變中性點接地電阻值9.229

IJ為10 kV 系統(tǒng)基準電流值

將IJ值、ZO*值、Z2值、Z1值、3ZR*值帶入3IO計算式（3）中。

3.2 高廠變保護低壓側零序電流計算

高廠變低壓側單相接地電流計算值為626.24 A，低壓側零序電流動作值取35%（3IO），即3IO×（35%）=219.18 A。

計算二次值為219.18/nct=219.18/150=1.46 A。

設定延時一般取0.3 s 跳高廠變低壓側開關，0.5 s 延時停機。

3.3 高廠變低壓側10 kV 綜保進線分支零序電流計算

10 kV 進線分支保護靈敏度系數(shù)一般取5，零序電流動作值為626.24/5=125.25 A。

計算二次值為125.25/nct=125.25/50=2.5 A，考慮與高廠變零流保護的配合，高廠變低壓側10 kV 綜保進線分支零序延時取0.6 s，定值延時大于高廠變低壓側零序保護延時值。

3.4 高廠變低壓側10 kV 綜保廠變分支零序電流計算

10 kV 廠變分支保護靈敏度系數(shù)一般取5，零序電流動作值為626.24/5=125.25 A。

計算二次值為125.25/nct=125.25/50=2.5 A，考慮與高廠變零流保護及廠變分支零序保護的配合，高廠變低壓側10 kV 綜保廠變分支零序延時取0.1 s，定值延時小于高廠變低壓側零流保護延時。

3.5 10 kV 綜保其他負荷分支零序過流定值

10 kV 其他負荷分支零序過流定值與高廠變低壓側10 kV 廠變分支零序過流定值相同。

4 計算值與保護實際動作值比較分析

2023 年4 月30 日04：05：00，由于高廠變低壓側10 kV 進線柜內鼠患原因機組跳閘停機，根據(jù)保護柜歷史動作報告記錄表5 可知，在04：05：00.319 高廠變低壓側零流1 段動作，隨后04：05：00.358 時高廠變差動速斷B 相動作，04：05：00.673 時10 kV 進線分支速斷過流動作。

表5 保護柜歷史記錄

保護動作時高廠變保護低壓側零序電流記錄值為3IO=2.016 A，折合到一次值為150×2.016=302.4 A，通過與計算值比較，可以看出，廠用系統(tǒng)實際接地故障電流302.4 A 小于626.24 A 計算電流，這與接地瞬間接地類別有關，而且實際接地故障電流要考慮負荷電纜、電機繞組及弧光電阻阻抗等因素的影響。

另外，保護柜動作報告記錄顯示，高廠變低壓側零流保護可靠動作后，高廠變差動速斷B 相動作，說明低阻接地系統(tǒng)的零序過流保護動作正確率比較高，在發(fā)生單相接地故障時，單相接地故障電流遠大于每條線路的對地電容電流，一般都能保證零序過流保護的靈敏度要求。

從計算結果判斷，高廠變中性點626.24 A 的接地電流將在故障點引燃電弧，嚴重損壞故障點的絕緣，且不能自然熄弧，系統(tǒng)不能長時間帶接地點故障運行，因此，理論計算要求高廠變低壓側各分支開關均需配置出口跳閘的零序過流保護，本文所列舉電廠的10 kV 開關均予以了配置?？紤]零序過流保護的選擇性，一般負荷開關綜保延時出口時間較短（本文實例中取0.1 s），高廠變低壓側零流保護延時出口時間較長（本文實例中取0.3 s），高廠變低壓側10 kV進線分支綜保零流延時出口時間較長（本文實例中取0.6 s）。

5 結語

與變壓器中性點高阻接地系統(tǒng)相比，中性點低阻接地系統(tǒng)故障點的單相接地短路電流增幅較大，故障時對故障設備的損害較大。同時較大的接地短路電流引起故障點地電位升高，有可能造成瞬間過電壓超過允許值。

另外，中性點接地電阻限制弧光接地過電壓的原理是電阻的耗能作用，中性點的電阻阻值越小，限制弧光接地過電壓能力越強，為了將間歇性弧光過電壓倍數(shù)限制到較低水平，防止單相接地故障時非故障相電纜在暫態(tài)過電壓作用下絕緣擊穿，換言之，為了避免單相接地故障發(fā)展成相間故障，變壓器中性點接地必須選擇低阻接地。