10kV小电阻接地系统运行方式分析与探讨
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1）单相接地发生后，运行人员或集控人员必须 及时判断接地故障是否消除。运行人员到站后，应 详细检查、记录保护动作情况，并判断保护是否正 确动作。
2）在小电阻接地方式下，运行中变低开关因中 性点零序保护动作跳闸，所有出线开关无跳闸，应 检查母线所有出线零序保护动作情况。
（1）如故障出线的零序保护动作，应立即切断 故障出线开关及拉开其两侧刀闸，迅速对母线及其 他出线恢复供电，并立即将该段母线的接地装置退 出运行，及时上报处理。
1 接地方式的分析
1.1 消弧线圈接地方式 中性点经消弧线圈接地运行方式是利用消弧线
圈的感性电流对电网的对地电容电流进行补偿，使 单相接地故障电流小于 10A，从而使故障点电弧可 以自熄，故障点绝缘可以自行恢复。单相接地时不 破坏系统对称性，可以带故障运行一段时间。
对以电缆线路为主的城市配网，电容电流很大， 很难保证既使残余接地电流小于 10A，又保证中性 点位移电压不超过规程允许值这两个相互制约的条 件。另外，消弧线圈不能补偿谐波电流，有些城市 电网谐波电流占的比例达 5%～15%，仅谐波电流就 可能远大于 10A，仍然可能发生弧光接地过电压。 1.2 小电阻接地方式
2）消除系统各种谐振过电压的最有效措施，中 性点小电阻相当于在谐振回路中的系统对地电容两 端并接的阻尼电阻，由于小电阻的阻尼作用，基本 上可以消除系统的各种谐振过电压。
3）降低操作过电压，中性点经小电阻接地的配 网发生单相接地故障时，零序保护动作,可准确判断 并快速切除故障线路，如果故障线路是电缆线路， 考虑到接地故障一般是永久性故障，对故障线路不 进行重合闸，不会引起操作过电压。如果是架空线 路，由于架空线路发生瞬时故障的可能性较大，所 以在故障线路跳闸后，还可以重合一次。
3）发生单相、永久故障时，小电阻接地系统方 式下的保护动作于跳闸，然后重合不成功；而消弧 线圈接地方式下的保护不会动作于跳闸。对于以电
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产品与解决方案
缆为主的电网，发生接地故障时，若长时间带故障 运行，可能造成电缆着火；从实际运行情况看，单 相接地故障引发的相间短路故障较多。
中性点经小电阻接地运行方式主要用于单相接 地故障电容电流大、以电缆为主的电网，它的特点 主要如下。
1）有效地限制弧光接地过电压，在中性点经小 电阻接地的配网中，当接地电弧熄弧后，系统对地电 容中的残荷将通过中性点电阻泄放掉，所以当发生下
一次燃弧时其过电压幅值和从正常运行情况发生单 相接地故障的情况相同，不会产生很高的过电压。
单相、瞬间故障
保护跳闸，重合成功
瞬间接地信号
电缆架空混合 单相、永久故障 保护跳闸，重合不成功
源自文库
接地信号，接地选线动作
线路
相间、瞬间故障
保护跳闸，重合成功
保护跳闸，重合成功
相间、永久故障 保护跳闸，重合不成功
保护跳闸，重合不成功
说明：消弧线圈接地方式下，全线电缆线路不投“重合闸功能”， 架空线路或电缆架空混合线路投入“重合闸功能”
再动作于跳闸。 3）全线电缆线路共发生故障 6 次，单向故障，
重合闸动作，如重合于永久故障，保护再动作于跳 闸；相间故障，由于相间故障闭锁重合闸，因此重 合闸不动作。
4）该 10 次保护动作均为正确动作。 结合该 10 次线路故障情况，将中性点经小电阻 接地与经消弧线圈接地进行如下对比。
表 1 110kV 富豪站、莲塘站线路故障情况与保护动作情况
4）提高系统安全水平、降低人身伤亡事故，在 小电阻接地系统发生接地故障时，零序保护可以在 0.2 ~2.0s 内动作，将电源切除，这就大大降低了接触 故障部位的机会，从而减少了人身触电伤亡的机会。
5）有利于降低系统设备绝缘水平和提高系统安 全可靠运行水平，由于系统的工频电压升高和暂态 过电压倍数较低，加之无间隙金属氧化物避雷器保 护性能优越，可以将雷电过电压和操作过电压限制 到较低水平，所以，中性点经小电阻接地系统的电 气设备承受的过电压数值低、时间短，可以适当降 低设备的绝缘水平，节约设备投资，对采用原标准 的设备则安全可靠性和设备使用寿命大大增长，同 时也大大提高整个系统的运行可靠水平。
（2）当两段或以上不同接地系统的 10kV 母线 并列时，应仅保留其中一套接地装置运行，而将其 余接地装置退出运行，采用两段或以上母线共用一 套接地装置的形式。
（3）如果一套接地装置因检修或试验需要退出 运行时，在线路零序 CT、零序保护完好的情况下， 允许两段母线共用一套接地装置。 3.2 单相接地故障处理
产品与解决方案
10kV 小电阻接地系统运行方式分析与探讨
张新明
（广东电网公司中山供电局，广东 中山 528400）
摘要 在对变电站 10kV 系统中性点接地方式分析的基础上，对 10kV 小电阻接地系统的相关 问题进行了研究和探讨，阐述了小电阻接地方式的优点及合理性；以两座经过 10kV 小电阻接地系 统改造的变电站为例，汇总了其一年半内的 10kV 线路故障情况，通过对故障时保护动作情况的分 析，并将保护动作情况与经消弧线圈接地方式进行对比，对小电阻接地系统运行方式的优点进行 了实践论证；结合 10kV 小电阻接地系统在中山供电局的实际运行情况，从设备倒闸操作、事故处 理等方面，对 10kV 小电阻接地系统的运行注意事项进行了深入地探讨。
1）中性点经小电阻接地装置正式投入运行后， 若要改为中性点不接地方式运行，须经局总工程师 批准。
2）小电阻接地方式下的不同母线接地系统并 列。
（1）为限制单相接地电流，原则上不允许两台 及以上的接地装置并列运行，但是在倒闸操作过程 中或事故异常运行方式下(包括备自投自动并列)， 允许两台及以上的接地装置短时并列运行。
“相间故障闭锁重合闸功能”
表 2 中性点经小电阻接地与经消弧线圈接地方式下的线路故障对比
线路性质
故障情况
小电阻接地系统
保护动作情况 消弧线圈接地
单相、瞬间故障
保护跳闸，重合成功
瞬间接地信号
全线电缆 单相、永久故障 保护跳闸，重合不成功
接地信号，接地选线动作
相间故障
保护跳闸，重合闸不动作
保护跳闸，重合闸不动作
2 小电阻接地系统实际运行情况分析
110kV 富豪站、莲塘站于 2009 年 11 月进行了 10kV 小电阻接地系统改造，改造后的一年半时间， 共发生了各种线路故障共计 10 次。
线路故障具体情况与相关保护动作情况如表 1。 分析该 10 次线路故障情况，得出如下结果： 1）单相故障时，零序 1 段动作；相间故障时， 过流 1 段动作。
（3）经以上检查均无发现异常时，可合上变低 开关，对出线逐条进行试送。
3）接地变压器经开关连接在母线上，运行中接 地变压器发生故障时，接地变压器故障其开关自动 跳闸后，应合上 10kV 母联开关，切断故障段变低 开关，将两段母线共用一套接地装置运行，恢复该 段中性点经小电阻接地运行。一台主变供两段母线 运行期间，应注意主变是否过负荷。
8
莲塘站
线（7）
电缆架空 混合线路
相间、永久故障 1）过流 1 段动作；2）重合闸动作；3）过流 1 段 动作
9
线（7）
全线电缆
单相、永久故障 1）零序 1 段动作；2）重合闸动作；3）零序 1 段 动作
10
线（7）
全线电缆
相间故障
1）过流 1 段动作
说明：所有线路“重合闸功能”均投入，全线电缆投入“相间故障闭锁重合闸功能”，架空线路或电缆架空混合线路不投
（2）如只有中性点零序保护动作，所有出线零 序保护均无动作信号，应对连接在该母线上的所有 一次设备、中性点零序保护及其动作计数器进行检 查。如无异常，则退出该段母线所有出线的重合闸， 用短接零序保护的办法，逐条跳开出线开关（含电 容器开关）；如发现异常，应切开该出线开关及两侧 刀闸，对母线及其他出线恢复供电。
4）对于以电缆为主的电网，中性点经小电阻接 地系统运行方式更为合理。
3 小电阻接地系统的运行注意事项
对于中性点经小电阻接地的系统，以接地变压 器经开关连接在母线上的接线方式诸多。其接地变 的停送电操作方式、10kV 系统发生单相接地故障时 的处理方法均与中性点经消弧线圈接地方式不同。 3.1 小地阻接地系统的运行操作要求
作者简介
张新明（1981-），男，1981 年出生，工程师，从事变电运行专业 工作。
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2011 年第 7 期
4 结论
基于城区 10kV 电网电缆线路比例大，导致电 容电流大，补偿困难以及城区中的架空线路已逐步 实现绝缘化的特点，与中性点经消弧线圈接地方式 相比，城区 10kV 系统更适合采用中性点经小电阻 接地方式。
10kV 小电阻接地系统在中山供电局的运行时 间还不是很长，运行人员需加强对其特点与运行注 意事项的学习，定期对运行情况进行总结、分析， 不断积累运行经验。
6）可及时切除故障线路，中性点经小电阻接地 系统可以简单的配置零序过流或限时速断保护，在 发生单相接地故障时，由于流过故障线路的电流较
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产品与解决方案
大，零序过流保护有较好的灵敏度，所以可以容易
2）电缆架空混合线路共发生故障 4 次，无论何
地监测和切除接地线路。
种故障，重合闸均动作，如重合于永久故障，保护
分析该对比情况，得出如下结果： 1）无论何种线路，发生相间故障时，经小电 阻接地与经消弧线圈接地方式下的保护动作结果 一样。 2）发生单相、瞬间故障时，小电阻接地系统方 式下的保护动作于跳闸，然后重合成功；而消弧线
圈接地方式下的保护不会动作于跳闸。两种方式均 不会造成停电，而且对于以电缆为主的电网，发生 单相、瞬间故障的机会比较小。
4
市府线（702） 全线电缆
单相、永久故障 1）零序 1 段动作；2）重合闸动作；3）零序 1 段 动作
5
民生线（711） 全线电缆
相间故障
1）过流 1 段动作
6
山庄线（719） 全线电缆
相间故障
1）过流 1 段动作
7
线（7）
电缆架空 混合线路
单相、永久故障 1）零序 1 段动作；2）重合闸动作；3）零序 1 段 动作
序号 变电站
线路名称
线路性质
故障情况
保护动作情况
电缆架空
1
紫华线（701） 混合线路 单相、瞬间故障 1）零序 1 段动作；2）重合闸动作
电缆架空
2
山海线（706） 混合线路 相间、瞬间故障 1）过流 1 段动作；2）重合闸动作
3
富豪站 市府线（702） 全线电缆 单相、瞬间故障 1）零序 1 段动作；2）重合闸动作
关键词：小电阻；接地系统；线路；故障
近年来，随着城市经济的迅速发展，一些大城 市新发展的 10 kV 配电网主要采用地下电缆，使对 地电容电流大大增加，如果采用消弧线圈接地，则 需要较大的补偿容量。中山供电局在 2009 年的技改 项目中，对 5 座城区变电站进行了 10kV 小电阻接 地系统改造，本文将对其中两座变电站在一年半内 的实际运行情况进行分析；并从运行人员的角度， 深入探讨 10kV 小电阻接地系统的运行注意事项。
2）在小电阻接地方式下，运行中变低开关因中 性点零序保护动作跳闸，所有出线开关无跳闸，应 检查母线所有出线零序保护动作情况。
（1）如故障出线的零序保护动作，应立即切断 故障出线开关及拉开其两侧刀闸，迅速对母线及其 他出线恢复供电，并立即将该段母线的接地装置退 出运行，及时上报处理。
1 接地方式的分析
1.1 消弧线圈接地方式 中性点经消弧线圈接地运行方式是利用消弧线
圈的感性电流对电网的对地电容电流进行补偿，使 单相接地故障电流小于 10A，从而使故障点电弧可 以自熄，故障点绝缘可以自行恢复。单相接地时不 破坏系统对称性，可以带故障运行一段时间。
对以电缆线路为主的城市配网，电容电流很大， 很难保证既使残余接地电流小于 10A，又保证中性 点位移电压不超过规程允许值这两个相互制约的条 件。另外，消弧线圈不能补偿谐波电流，有些城市 电网谐波电流占的比例达 5%～15%，仅谐波电流就 可能远大于 10A，仍然可能发生弧光接地过电压。 1.2 小电阻接地方式
2）消除系统各种谐振过电压的最有效措施，中 性点小电阻相当于在谐振回路中的系统对地电容两 端并接的阻尼电阻，由于小电阻的阻尼作用，基本 上可以消除系统的各种谐振过电压。
3）降低操作过电压，中性点经小电阻接地的配 网发生单相接地故障时，零序保护动作,可准确判断 并快速切除故障线路，如果故障线路是电缆线路， 考虑到接地故障一般是永久性故障，对故障线路不 进行重合闸，不会引起操作过电压。如果是架空线 路，由于架空线路发生瞬时故障的可能性较大，所 以在故障线路跳闸后，还可以重合一次。
3）发生单相、永久故障时，小电阻接地系统方 式下的保护动作于跳闸，然后重合不成功；而消弧 线圈接地方式下的保护不会动作于跳闸。对于以电
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缆为主的电网，发生接地故障时，若长时间带故障 运行，可能造成电缆着火；从实际运行情况看，单 相接地故障引发的相间短路故障较多。
中性点经小电阻接地运行方式主要用于单相接 地故障电容电流大、以电缆为主的电网，它的特点 主要如下。
1）有效地限制弧光接地过电压，在中性点经小 电阻接地的配网中，当接地电弧熄弧后，系统对地电 容中的残荷将通过中性点电阻泄放掉，所以当发生下
一次燃弧时其过电压幅值和从正常运行情况发生单 相接地故障的情况相同，不会产生很高的过电压。
单相、瞬间故障
保护跳闸，重合成功
瞬间接地信号
电缆架空混合 单相、永久故障 保护跳闸，重合不成功
源自文库
接地信号，接地选线动作
线路
相间、瞬间故障
保护跳闸，重合成功
保护跳闸，重合成功
相间、永久故障 保护跳闸，重合不成功
保护跳闸，重合不成功
说明：消弧线圈接地方式下，全线电缆线路不投“重合闸功能”， 架空线路或电缆架空混合线路投入“重合闸功能”
再动作于跳闸。 3）全线电缆线路共发生故障 6 次，单向故障，
重合闸动作，如重合于永久故障，保护再动作于跳 闸；相间故障，由于相间故障闭锁重合闸，因此重 合闸不动作。
4）该 10 次保护动作均为正确动作。 结合该 10 次线路故障情况，将中性点经小电阻 接地与经消弧线圈接地进行如下对比。
表 1 110kV 富豪站、莲塘站线路故障情况与保护动作情况
4）提高系统安全水平、降低人身伤亡事故，在 小电阻接地系统发生接地故障时，零序保护可以在 0.2 ~2.0s 内动作，将电源切除，这就大大降低了接触 故障部位的机会，从而减少了人身触电伤亡的机会。
5）有利于降低系统设备绝缘水平和提高系统安 全可靠运行水平，由于系统的工频电压升高和暂态 过电压倍数较低，加之无间隙金属氧化物避雷器保 护性能优越，可以将雷电过电压和操作过电压限制 到较低水平，所以，中性点经小电阻接地系统的电 气设备承受的过电压数值低、时间短，可以适当降 低设备的绝缘水平，节约设备投资，对采用原标准 的设备则安全可靠性和设备使用寿命大大增长，同 时也大大提高整个系统的运行可靠水平。
（2）当两段或以上不同接地系统的 10kV 母线 并列时，应仅保留其中一套接地装置运行，而将其 余接地装置退出运行，采用两段或以上母线共用一 套接地装置的形式。
（3）如果一套接地装置因检修或试验需要退出 运行时，在线路零序 CT、零序保护完好的情况下， 允许两段母线共用一套接地装置。 3.2 单相接地故障处理
产品与解决方案
10kV 小电阻接地系统运行方式分析与探讨
张新明
（广东电网公司中山供电局，广东 中山 528400）
摘要 在对变电站 10kV 系统中性点接地方式分析的基础上，对 10kV 小电阻接地系统的相关 问题进行了研究和探讨，阐述了小电阻接地方式的优点及合理性；以两座经过 10kV 小电阻接地系 统改造的变电站为例，汇总了其一年半内的 10kV 线路故障情况，通过对故障时保护动作情况的分 析，并将保护动作情况与经消弧线圈接地方式进行对比，对小电阻接地系统运行方式的优点进行 了实践论证；结合 10kV 小电阻接地系统在中山供电局的实际运行情况，从设备倒闸操作、事故处 理等方面，对 10kV 小电阻接地系统的运行注意事项进行了深入地探讨。
1）中性点经小电阻接地装置正式投入运行后， 若要改为中性点不接地方式运行，须经局总工程师 批准。
2）小电阻接地方式下的不同母线接地系统并 列。
（1）为限制单相接地电流，原则上不允许两台 及以上的接地装置并列运行，但是在倒闸操作过程 中或事故异常运行方式下(包括备自投自动并列)， 允许两台及以上的接地装置短时并列运行。
“相间故障闭锁重合闸功能”
表 2 中性点经小电阻接地与经消弧线圈接地方式下的线路故障对比
线路性质
故障情况
小电阻接地系统
保护动作情况 消弧线圈接地
单相、瞬间故障
保护跳闸，重合成功
瞬间接地信号
全线电缆 单相、永久故障 保护跳闸，重合不成功
接地信号，接地选线动作
相间故障
保护跳闸，重合闸不动作
保护跳闸，重合闸不动作
2 小电阻接地系统实际运行情况分析
110kV 富豪站、莲塘站于 2009 年 11 月进行了 10kV 小电阻接地系统改造，改造后的一年半时间， 共发生了各种线路故障共计 10 次。
线路故障具体情况与相关保护动作情况如表 1。 分析该 10 次线路故障情况，得出如下结果： 1）单相故障时，零序 1 段动作；相间故障时， 过流 1 段动作。
（3）经以上检查均无发现异常时，可合上变低 开关，对出线逐条进行试送。
3）接地变压器经开关连接在母线上，运行中接 地变压器发生故障时，接地变压器故障其开关自动 跳闸后，应合上 10kV 母联开关，切断故障段变低 开关，将两段母线共用一套接地装置运行，恢复该 段中性点经小电阻接地运行。一台主变供两段母线 运行期间，应注意主变是否过负荷。
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莲塘站
线（7）
电缆架空 混合线路
相间、永久故障 1）过流 1 段动作；2）重合闸动作；3）过流 1 段 动作
9
线（7）
全线电缆
单相、永久故障 1）零序 1 段动作；2）重合闸动作；3）零序 1 段 动作
10
线（7）
全线电缆
相间故障
1）过流 1 段动作
说明：所有线路“重合闸功能”均投入，全线电缆投入“相间故障闭锁重合闸功能”，架空线路或电缆架空混合线路不投
（2）如只有中性点零序保护动作，所有出线零 序保护均无动作信号，应对连接在该母线上的所有 一次设备、中性点零序保护及其动作计数器进行检 查。如无异常，则退出该段母线所有出线的重合闸， 用短接零序保护的办法，逐条跳开出线开关（含电 容器开关）；如发现异常，应切开该出线开关及两侧 刀闸，对母线及其他出线恢复供电。
4）对于以电缆为主的电网，中性点经小电阻接 地系统运行方式更为合理。
3 小电阻接地系统的运行注意事项
对于中性点经小电阻接地的系统，以接地变压 器经开关连接在母线上的接线方式诸多。其接地变 的停送电操作方式、10kV 系统发生单相接地故障时 的处理方法均与中性点经消弧线圈接地方式不同。 3.1 小地阻接地系统的运行操作要求
作者简介
张新明（1981-），男，1981 年出生，工程师，从事变电运行专业 工作。
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4 结论
基于城区 10kV 电网电缆线路比例大，导致电 容电流大，补偿困难以及城区中的架空线路已逐步 实现绝缘化的特点，与中性点经消弧线圈接地方式 相比，城区 10kV 系统更适合采用中性点经小电阻 接地方式。
10kV 小电阻接地系统在中山供电局的运行时 间还不是很长，运行人员需加强对其特点与运行注 意事项的学习，定期对运行情况进行总结、分析， 不断积累运行经验。
6）可及时切除故障线路，中性点经小电阻接地 系统可以简单的配置零序过流或限时速断保护，在 发生单相接地故障时，由于流过故障线路的电流较
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产品与解决方案
大，零序过流保护有较好的灵敏度，所以可以容易
2）电缆架空混合线路共发生故障 4 次，无论何
地监测和切除接地线路。
种故障，重合闸均动作，如重合于永久故障，保护
分析该对比情况，得出如下结果： 1）无论何种线路，发生相间故障时，经小电 阻接地与经消弧线圈接地方式下的保护动作结果 一样。 2）发生单相、瞬间故障时，小电阻接地系统方 式下的保护动作于跳闸，然后重合成功；而消弧线
圈接地方式下的保护不会动作于跳闸。两种方式均 不会造成停电，而且对于以电缆为主的电网，发生 单相、瞬间故障的机会比较小。
4
市府线（702） 全线电缆
单相、永久故障 1）零序 1 段动作；2）重合闸动作；3）零序 1 段 动作
5
民生线（711） 全线电缆
相间故障
1）过流 1 段动作
6
山庄线（719） 全线电缆
相间故障
1）过流 1 段动作
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线（7）
电缆架空 混合线路
单相、永久故障 1）零序 1 段动作；2）重合闸动作；3）零序 1 段 动作
序号 变电站
线路名称
线路性质
故障情况
保护动作情况
电缆架空
1
紫华线（701） 混合线路 单相、瞬间故障 1）零序 1 段动作；2）重合闸动作
电缆架空
2
山海线（706） 混合线路 相间、瞬间故障 1）过流 1 段动作；2）重合闸动作
3
富豪站 市府线（702） 全线电缆 单相、瞬间故障 1）零序 1 段动作；2）重合闸动作
关键词：小电阻；接地系统；线路；故障
近年来，随着城市经济的迅速发展，一些大城 市新发展的 10 kV 配电网主要采用地下电缆，使对 地电容电流大大增加，如果采用消弧线圈接地，则 需要较大的补偿容量。中山供电局在 2009 年的技改 项目中，对 5 座城区变电站进行了 10kV 小电阻接 地系统改造，本文将对其中两座变电站在一年半内 的实际运行情况进行分析；并从运行人员的角度， 深入探讨 10kV 小电阻接地系统的运行注意事项。