对中压小电阻接地系统变电所接地问题的探讨-建筑电气2009.9
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【摘要】对10(20)kV 电源侧中性点采用小电阻接地系统的配电变电所中，高压设备的保护接地和低压中性点系统接地分网设置存在的问
文本预览
建 裁电乞。
—●l—·IIl———■ BU1kDING
2口口9年第9期l ELECTRICITY
对中压小电阻接地系统变电所接地问题的探讨
郭凤文 (南京市市政设计研究院有限责任公司，南京市 210008)
Discussion about Substation Grounding for M edium-voltage
Low-resistance Grounding System
(Nanjing Municipal Engineering Design and Researcb Institute Co．，Ltd．，Nanjing 210008，China)
Abstract When l0 (20)kV electrical source side 随着城市的发展，电网规模的不断扩大，尤其电
neural point adopts low—resistance grounding system，the
缆线路所占比重的提高，使得系统电容电流增大。
existing problems of the high—voltage equipment
为改变中性点不接地系统的一些不足，而改为采用
protective grounding and low—voltage neutral point
10 kV经小电阻接地系统。近年来，江苏省更是在苏州
system grounding divided network settings in the
distribution substations are analyzed．It is considered that 新加坡工业园区实践经验的基础上，开始对中压配电网
this measure is limited by the choice of low—voltage
推广采用 20 kV小电阻 (20n)接地系统。中压小电
grounding type；when the ground fault Occurs inside the
阻接地系统的实施 ，也给配电变电所的设计带来了一
low—voltage distribution cabinet，the dangerous contact
些变化，其中主要的一个问题即是接地分网设置问题。
voltage is unable to be eliminated；and the provisions of
the grounding divided network setting are difficult to be 国标 《交流电气装置的接地》(DL／T 621—1997)
implemented and there may be hidden dangers and SO on．
第 7．2．1条和 《民用建筑电气设计规范》 (JGJ l6—
Thus the use of common grounding and related preventive
2008)第 l2．4．3条都规定，当向建筑物供电的配电
measures are put forward．
Key words Protective grounding System 变压器安装于该建筑物外 ，且向低压系统供电的该配
grounding Grounding divided network settings 电变压器的高压侧工作于小电阻接地系统时．低压系
Common grounding
统不得与该电源配电变压器的保护接地共用接地装
置。对于这一规定的合理性和可行性，笔者认为很有
摘 要 对 10(20)kV电源侧 中性点采用小电
必要作一分析。
阻接地系统的配电变电所中，高压设备的保护接地和
1 共用接地装置时，暂时过电压对低压 系
低压中性点系统接地分网设置存在的问题进行 了分
统的影响 ‘
析。认为这一措施存在低压接地型式选择受限：当低
压配电柜 内发生接地故障时．可能无法消除危险接触 中压电网经小电阻接地后 ，当高压侧发生接地
电压；以及接地分设规定执行 困难且存在隐患等问 故障时，其接地故障电流， 将达数百 A以上。当
题。进而提 出采用共用接地及相关防范措施的意见。
配 电变电所保护接地和低压系统接地共用接地装置
关键词 保护接地 系统接地 接地分网设置
时，接地故障电流在接地装置上产生的压降 值很
共用接地
大，甚至达数千 V。此故障电压 U，将经 PEN (或
PE)线传导至低压系统，导致低压电气设备损坏，
长期以来，我国 10 kV配电网都采用不接地系
甚至危及人身安全。该过电压对低压配电系统的影
统，接地故障电流仅为电容电流，其值也不大。 《城
响可概述如下：
市电力网规划设计导则》 (Q／GDW 156—2006)中限
a． TN系统。对于同一建筑物内的建筑电气装
值为 l0 A。故障电流在接地电阻上产生的故障压降也
在正常环境下的安全电压以内，符合低压设备的绝缘 置，由于实施了总等电位联结，不论 值多高，都
要求。因此，向建筑电气装置供电的配电变电所高压 不致引起间接接触电击事故；对于建筑物外的电气装
保护接地和低压系统接地都采用共用接地。 置，则外露导电部分的 将造成人身电击事故。b． TT系统。由于两个接地在电气上没有联系
而互不影响，故变电所高压侧接地故障产生的故障电
压 不会传导到低压电气装置的外露可导电部分．
而引起人身电击。但电气装置内设备和线路的对地绝
L1
缘将承受 Us=Uc+220 V的暂态工频过电压 ，从而
L 2
L 3
引起设备损坏和电气火灾。
PEN
PE
c．IT系统。低压电气设备外露导电部分在系统
中性点经高电阻接地或不接地方式下，高压侧接地故
障电压的影响，前者与TN系统相同．后者与 TT系
统相同。 图 2 变电所接地分设的实施
Fig．2 Implementation of substation grounding
divided network setting
2 配电变电所接地分网设置存在的问题
外，对一些户外电气设备的供电，如水处理厂一些构
由于高压侧保护接地 R 与低压系统接地 R 分
筑物上的电气设备 ，因设备安装处具有实施局部等电
开设置，这样R 上的故障电压 就无法进入低压系
位联结的条件 ，且同时满足过电流保护灵敏度要求．
统，如图 1所示。
通常采用 TN—S系统 ，以求简单可靠。但如此一来
1O 也成为不可能。
b． 对处于同一建筑物内的用电设备 (包括配电
变电所自身的照明、电力、信息设备)的供电，也无
法采用 TN—S系统 ，而只能采用 TN—C、1Tr、IT系
统。工业场所常见的附设式车间变电所即为此例。
TN—C系统因其存在的多项弊端，现一般情况下已不
被采用 。至于 TT和 IT系统则实施较为麻烦且无必
要 ，同时还将带来 RCD应用面的扩大，使得造价和
图 l 变电所接地分设使暂时过电压不会进入低压系统
维护工作量增加。总之，接地分网设置将使低压配电
Fig．1 Substation grounding divided network setting prevents
the transient over·-voltage from entering the low·-voltage system 的设计不是得以简化，而是变得更为复杂。
c． 很多情况下，配电变电所既对处于同一建筑
为了更清楚起见 ，将分设两个接地极的实际做法 物内的用电设备供电，也对另一建筑物供电。而根据
示于图 2 上述标准和规范的规定，当变压器和建筑电气装置处
—●l—·IIl———■ BU1kDING
2口口9年第9期l ELECTRICITY
对中压小电阻接地系统变电所接地问题的探讨
郭凤文 (南京市市政设计研究院有限责任公司，南京市 210008)
Discussion about Substation Grounding for M edium-voltage
Low-resistance Grounding System
(Nanjing Municipal Engineering Design and Researcb Institute Co．，Ltd．，Nanjing 210008，China)
Abstract When l0 (20)kV electrical source side 随着城市的发展，电网规模的不断扩大，尤其电
neural point adopts low—resistance grounding system，the
缆线路所占比重的提高，使得系统电容电流增大。
existing problems of the high—voltage equipment
为改变中性点不接地系统的一些不足，而改为采用
protective grounding and low—voltage neutral point
10 kV经小电阻接地系统。近年来，江苏省更是在苏州
system grounding divided network settings in the
distribution substations are analyzed．It is considered that 新加坡工业园区实践经验的基础上，开始对中压配电网
this measure is limited by the choice of low—voltage
推广采用 20 kV小电阻 (20n)接地系统。中压小电
grounding type；when the ground fault Occurs inside the
阻接地系统的实施 ，也给配电变电所的设计带来了一
low—voltage distribution cabinet，the dangerous contact
些变化，其中主要的一个问题即是接地分网设置问题。
voltage is unable to be eliminated；and the provisions of
the grounding divided network setting are difficult to be 国标 《交流电气装置的接地》(DL／T 621—1997)
implemented and there may be hidden dangers and SO on．
第 7．2．1条和 《民用建筑电气设计规范》 (JGJ l6—
Thus the use of common grounding and related preventive
2008)第 l2．4．3条都规定，当向建筑物供电的配电
measures are put forward．
Key words Protective grounding System 变压器安装于该建筑物外 ，且向低压系统供电的该配
grounding Grounding divided network settings 电变压器的高压侧工作于小电阻接地系统时．低压系
Common grounding
统不得与该电源配电变压器的保护接地共用接地装
置。对于这一规定的合理性和可行性，笔者认为很有
摘 要 对 10(20)kV电源侧 中性点采用小电
必要作一分析。
阻接地系统的配电变电所中，高压设备的保护接地和
1 共用接地装置时，暂时过电压对低压 系
低压中性点系统接地分网设置存在的问题进行 了分
统的影响 ‘
析。认为这一措施存在低压接地型式选择受限：当低
压配电柜 内发生接地故障时．可能无法消除危险接触 中压电网经小电阻接地后 ，当高压侧发生接地
电压；以及接地分设规定执行 困难且存在隐患等问 故障时，其接地故障电流， 将达数百 A以上。当
题。进而提 出采用共用接地及相关防范措施的意见。
配 电变电所保护接地和低压系统接地共用接地装置
关键词 保护接地 系统接地 接地分网设置
时，接地故障电流在接地装置上产生的压降 值很
共用接地
大，甚至达数千 V。此故障电压 U，将经 PEN (或
PE)线传导至低压系统，导致低压电气设备损坏，
长期以来，我国 10 kV配电网都采用不接地系
甚至危及人身安全。该过电压对低压配电系统的影
统，接地故障电流仅为电容电流，其值也不大。 《城
响可概述如下：
市电力网规划设计导则》 (Q／GDW 156—2006)中限
a． TN系统。对于同一建筑物内的建筑电气装
值为 l0 A。故障电流在接地电阻上产生的故障压降也
在正常环境下的安全电压以内，符合低压设备的绝缘 置，由于实施了总等电位联结，不论 值多高，都
要求。因此，向建筑电气装置供电的配电变电所高压 不致引起间接接触电击事故；对于建筑物外的电气装
保护接地和低压系统接地都采用共用接地。 置，则外露导电部分的 将造成人身电击事故。b． TT系统。由于两个接地在电气上没有联系
而互不影响，故变电所高压侧接地故障产生的故障电
压 不会传导到低压电气装置的外露可导电部分．
而引起人身电击。但电气装置内设备和线路的对地绝
L1
缘将承受 Us=Uc+220 V的暂态工频过电压 ，从而
L 2
L 3
引起设备损坏和电气火灾。
PEN
PE
c．IT系统。低压电气设备外露导电部分在系统
中性点经高电阻接地或不接地方式下，高压侧接地故
障电压的影响，前者与TN系统相同．后者与 TT系
统相同。 图 2 变电所接地分设的实施
Fig．2 Implementation of substation grounding
divided network setting
2 配电变电所接地分网设置存在的问题
外，对一些户外电气设备的供电，如水处理厂一些构
由于高压侧保护接地 R 与低压系统接地 R 分
筑物上的电气设备 ，因设备安装处具有实施局部等电
开设置，这样R 上的故障电压 就无法进入低压系
位联结的条件 ，且同时满足过电流保护灵敏度要求．
统，如图 1所示。
通常采用 TN—S系统 ，以求简单可靠。但如此一来
1O 也成为不可能。
b． 对处于同一建筑物内的用电设备 (包括配电
变电所自身的照明、电力、信息设备)的供电，也无
法采用 TN—S系统 ，而只能采用 TN—C、1Tr、IT系
统。工业场所常见的附设式车间变电所即为此例。
TN—C系统因其存在的多项弊端，现一般情况下已不
被采用 。至于 TT和 IT系统则实施较为麻烦且无必
要 ，同时还将带来 RCD应用面的扩大，使得造价和
图 l 变电所接地分设使暂时过电压不会进入低压系统
维护工作量增加。总之，接地分网设置将使低压配电
Fig．1 Substation grounding divided network setting prevents
the transient over·-voltage from entering the low·-voltage system 的设计不是得以简化，而是变得更为复杂。
c． 很多情况下，配电变电所既对处于同一建筑
为了更清楚起见 ，将分设两个接地极的实际做法 物内的用电设备供电，也对另一建筑物供电。而根据
示于图 2 上述标准和规范的规定，当变压器和建筑电气装置处
AIGC内容描述：
该文章发表于2009年9月的《建筑电气》期刊，深入探讨了在电力系统中，特别是在采用中压小电阻接地系统的变电所中所面临的一些关键接地问题。中压小电阻接地系统是一种新型的接地方式，它通过在中压配电网中设置低阻值接地电阻来实现快速故障电流切除和电网稳定性增强的目标，以提高供电安全性与可靠性。
文章详细分析了小电阻接地系统的特点、优势以及在实际应用过程中可能遇到的问题，如接地电阻值的选取、故障检测与定位技术、过电压防护措施、以及与建筑物及其内部设备间电磁环境的协调性等。针对这些问题，作者提出了解决策略和改进措施，为变电所的设计、建设和运行维护提供了有价值的参考依据，对于推进我国中压配电网向更安全、高效的方向发展具有重要意义。
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