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摘要：近年来，经济快速发展，电力行业发展迅速，接地施工是变电站施工的重要组成部分，通过设置接地网来为整个变电站的工作、运转营造一个安全、有利的环境，确保站内外的电气设备都同接地网连接起来，达到安全接地的目的，控制安全故障问题的发生。本文分析了变电站二次设备接地方式，以及对应的改进对策。
关键词：变电站；二次设备；接地施工
引言
随着我国电力产业的快速发展和电力技术水平的不断提升，变电站二次设备技术含量进一步增加，不断朝着自动化、智能化、高速度化、精确化等方向发展。与此同时，变电站二次设备很容易受到周围环境电磁波的不良干扰，迫切需要更加安全稳定和高效的电磁环境。为了最大限度维护变电站二次设备运转安全性，必须做好变电站二次设备接地工作，利用接地工作最大程度上防止周围空间电磁波对变电站二次设备的不良干扰，降低安全事故发生的可能性。在此背景下，对变电站二次设备的接地施工方法及其重要控制策略的探讨研究，也就具备重要理论意义和现实价值。
1变电站二次设备接地的施工方法概述
目前，变电站二次设备接地主要采用浮地式的施工方法、多点式的施工方法及单点式的施工方法。①浮地式的施工方法是将相关的电路和设备与站内相应的公共导线以一定的距离进行隔开，进而有效控制因接地线存在的短路、环流等问题而引发的不良影响，一般在该电路的地与大地无导体连接时使用。但是，浮地式的施工方法中相关的设备和大地之间保有距离，使得变电站内会出现静电积累，电荷长期积累产生的庞大电流会引发静电击穿，造成巨大破坏，所以利用浮地式的施工方法进行变电站二次设备的接地施工作业时，要配置相应的泄放电阻，以便有效控制电荷积累的情况。②多点式的施工方法能有效避免某些电力线路运转过程中出现的高频信号，进而控制相关接地线阻抗，防止相关接地产生杂散性电感，常用于屏蔽层两端的接地。低阻抗的接地面进行施工作业时要利用不同电气元件进行相应的接地连接，通常频率大于10MHz的电路使用多点式接地方法。但需注意的是，采用多点式的施工方法时要对连接的相应距离进行把控，使连接距离最短。③单点式的接地方法能对接地环路进行有效的预防控制，通常用在频率小于１MHz的电路中。其优势在于能将电路系统中的多个相关的连接点衔接到一起，并对相应电路提供相应参考点；弊端在于会产生大小不一的阻抗。单点式的接地方法的实际操作模式有串联和并联两种。串联模式下，各电路的相关电流值均保持一致，且电流均向同一个阻抗值进行流通，使得该阻抗成为电路系统中各相关电路的相同阻抗；但电路中的相关电流会相互制约，从而引起一定噪音，同时使用范围比较有限。并联模式下，各相关电路不形成统一的阻抗，使得各电路之间相对独立，因此有效避免了相关电气回路及设备的干扰；但需要比较多的地线，进而导致相关电路的电感增加，引发线路感应耦合的情况。
2变电站二次设备的接地施工方法
2.1二次电缆屏蔽层抗干扰接地
二次设备电缆需要达到高电磁防护的等级，因此，必须重视其屏蔽层接地，当前国际上在屏蔽层接地一点、二点的选择上依然有分歧，当前多数选择二点接地。以往的屏蔽层接地方法为：当电压级别大于220kV时，二次控制电缆选择屏蔽电缆，其距一次设备接地点3m~5m的地方进行接地，这种接地属于两点接地，这两点分别指开关场、控制室。当电缆链接一次、二次设备时，必须选择屏蔽层两点接地法，如果电缆用来传输或监控系统信号，屏蔽层则适合选择一点接地。
2.2模拟量回路接地
模拟量回路接地是出于人身和设备安全的考虑，将设备TA、TV回路进行接地。为防止这些回路的测量出现误差，对这些回路都要求一点接地。
除相互之间有电气连接的TV或TA要求在控制室内一点接地外，其它独立的回路一般都要求在现场一点接地。要求在现场一点接地，更多地考虑了二次设备试验时，断开柜内的接地点可能造成二次回路失去接地点保护的因素，对防范站内单相短路接地时地网的电位升高是不利的。因为一旦短路电流很大，接地电阻无法把电压升高控制在2000V内，可能会对二次设备输入回路的绝缘造成危害。一般二次设备的模拟量回路绝缘要求是2500V的耐压水平。
2.3二次电缆屏蔽层改进技术
近年来，二次电缆屏蔽层接地也有了全新的突破与发展，具体体现为：在开关场和一次设备接地点相距3m~5m的地方链接屏蔽层一侧的接地电阻R，对于其另一侧的接地点则继续使用以往的两点接地法。具体的接地模式如图1所示。这种一端接地的模式，因为不能形成电流回路，因此，也不会出现共阻抗耦合现象，相反，两端接地，地网内部流过的电流则可能出现分流，对应流向电缆屏蔽层内部，特别是遇到电压等级较高的变电站，如果遭受外界电磁的干扰，会加剧电缆屏蔽层内部电流，当电流值超过屏蔽层所能承受的范围时，甚至会烧掉屏蔽层。按照并联回路反比例分流的规范和规定可以看出，当选择这种一端接地模式时，屏蔽层所获得电流必须更小，这样才能为屏蔽层营造一个安全、稳定的环境，防止其被过电流摧毁，可以通过科学把握接地电阻的数值来解决这一问题，具体应该选择同电缆屏蔽层等效的电阻值。
2.4地电位差干扰
当大电流接地系统发生单相接地短路时，变电站的接地网中会流过故障电流，此电流流经接地体的阻抗时便会产生电压降，使变电站内各点的地电位出现电位差。在同一回路中有不同的接地点，当其分布在变电站的不同区域时，各接地点间地电位差就会在连接的电缆芯中产生电流。此外，地电位差也能在两端接地的电缆屏蔽层中产生电流，使电缆芯中产生干扰电压。在220kV及以上变压器中性点直接接地的大型变电站中发生站内单相短路接地时，变电站的接地网中会流过很大的故障电流。由于站内接地电阻不可能为零，流过接地点的短路电流会在这个电阻上产生一个电压降，而远离接地点的电压可以认为是零电位，这样从接地点至零电位处接地网上就自高向低存在着不均匀的电位。此时，地网上的电压差是必然存在的，且距离短路接地点越远电压差就越大。这样，站内接在地网上的二次设备尤其是屏蔽层两端接地的电缆，在接地端间会形成电压差。文献中通过试验测量结果表明，若以电网500kV厂站年最大站内单相短路电流57kA注人地网中心，地网中心和2km外地网边缘间的电位差为3.1kV。这样由于压差过大损坏绝缘和形成较大电流，产生干扰，甚至会烧毁二次电缆。
结语
接地施工是变电站施工重要组成部分，通过设置接地网来为整个变电站的工作、运转营造一个安全、有利环境，接地是有效提高变电站内的电子设备相关设备电磁兼容性的一种方式，变电站二次设备正确接地能有效抑制变电站遭受电磁干扰，同时也能抑制变电站内设备对外界环境的干扰。通过变电站二次设备接地，能增大变电站内屏蔽层相应电路等效电阻，进而保护相应屏蔽层，避免发生设备烧毁的事故。在变电站内利用合适的二次设备连接方式及相关的接地方法能提高相关二次设备的抗干扰能力，降低设备发生异常的几率，从而在变电站发生相应单相短路在进行接地时起到继电保护的作用。
参考文献：
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