广西水利水电ＧＸ ＷＡＴＥＲ ＲＪＫ￣ＵＲＣＥＳ＆ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ２０ｏ８（５） ・机电技术・ 浅议水电站低压配电系统接地 王汉斌，刘慧琳 （广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁５３００２３） 【摘要】根据水电站的特点，结合实际，简要论述水电站低压系统的保护接地问题，为水电工程电气设计及安装提 供借鉴。 ［关键词】低压；保护接地；ＴＮ系统 ［中图分类号】ＴＭ６４ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］１００３—１５１０（２００８）０５—００３１—０３ 水电站的厂用电系统在电站中占有重要地位， 与接地干线连接，因此可将水电站内各低压电气设 备视为已作等电位连接。 Ｉ．Ｉ一般要求 是机组安全可靠运行的重要保证，一般水电站内厂 用电设备多为低压电动机，额定电压为３８０／２２０ Ｖ。 为保证低压电网正常运行和故障时的人身及设 备安全，电气设备及设施宜接地或接中性线，并做到 因地制宜，安全可靠，经济合理，而且电气设备还应 采取良好的电击防护措施。各电力设备按接地作用 的不同，又分为防雷接地、工作接地和保护接地，其 中保护接地中按所接线路的不同情况，又分为接中 性线（Ｎ线）保护、接保护线（ＰＥ线）保护、接地保护。 而且接地问题，又有低频接地和高频接地之分，本文 只探讨低频低压配电系统的接地，不涉及信息系统 和防雷的高频接地。 通常水电站内低压系统接地方式的不同，所选 用低压配电接线形式亦不相同，通常有三相三线制、 根据规范规定，水电站低压配电系统中的下列 电力设备金属部件，均应接地或接中性线（保护线）。 （１）电动机、电器、携带式及移动式用电器具 等底座和外壳； （２）配电、控制保护屏（柜、箱）及操作台等的 金属框架； （３） 交、直流电力电缆桥架、接线盒、终端盒的 外壳、电缆的屏蔽铠装外皮、穿线的钢管等ｉ （４） 铠装控制电缆的外皮、非铠装或非金属护 套电缆的１～２根屏蔽芯线。 １．２接地电阻 水电站低压配电系统大多采用双层辐射供电， 三相四线制、三相五线制等。相应地低压配电系统 的保护接地又分ＴＮ系统、ＴＴ系统和ＩＴ系统，水 电站一般采用ＴＮ系统接线，即电源端有一点直接 厂用变压器为１０ ｋＶ干式配电变压器，低压侧为 ４００ Ｖ，高压非有效接地，低压侧一般直接接地。当 该变压器的保护接地装置的接地电阻符合式 Ｒ≤１２０／Ｉ （１） 接地，电气装置的外露可导电部分与电源端接地有 直接电气连接。 式中：Ｒ——接地电阻； Ｉ——计算用的流经接地装置的入地短路 １水电站接地的特殊问题 水电站的接地装置一般利用埋入水下和土壤中 电流。 且不超过４ Ｑ时，低压系统电源接地点可与该 的各种自然接地体接地，接地体纵横交错，主副厂房 沉陷处一般用４０×４扁钢搭，因此接地干线连通全 厂，构成均衡电位接地系统，一般在各电力设备要求 接地的部分均预留有接地抽头，电力设备均可直接 ［收稿日期］２００８￣８．０６ 变压器保护接地共用接地装置，通常利用水下接地、 深井接地、引外接地可使接地电阻满足要求。当接 地电阻达到１Ｏ Ｑ时，应充分利用自然接地体重复 接地。 ［作者简介】王汉斌（１９７９一），男，湖北丹江口人，广西电力工业勘察设计研究院工程师，硕士，主要从事水电站电气一次设计。 ３１ 王汉斌，刘慧琳：浅议水电站低压配电系统接地 １．３ Ｎ线的选择与验算 芯电缆时Ｎ线的最大长度是否满足实际需要； 在水电站中，通常保护接地与工作接地是同一 （３） 由分盘至负荷点的穿预埋钢管敷设的电 网络，可充分利用厂房内已有的自然导体或接地网 实现接中性线保护，尽量少用四芯电缆。 Ｎ线的允许截流量应满足： （１）Ｎ线允许截流量应大于三相负荷不平衡 所引起的零序电流，对于连接组别为Ｙｙｎｌ２的三相 变压器，Ｎ线电流一般不超过低压线圈的额定电流 的２５％： （２） 厂用主盘与分盘问的Ｎ线载流量应满足 分盘上由于单相负荷不平衡所引起的零序电流； （３）为保证自动切除线路故障段，相零回路的 阻抗应在一定范围内，即应满足下式： Ｉｄ”＞￣４ＩＮＲ，或Ｉｄ”＞ｔ１．５ＩＲ （２） 式中：单相接地短路电流； ＩＮＲ—— 寄断器额定电流； ＩＲ——空气断路器瞬时或短延时动作过电流 脱扣器的整定电流。 （４） 当单相接地短路电流不符合上述要求时， 应装设能自动切除接地故障的保护装置，如可装设 零序电流保护，如与要求相差不大时可考虑适当增 大Ｎ线回路的导线截面； （５） Ｎ线应满足短路时的热稳定要求。 １．４ Ｎ线选择的一般方法 １．４．１ 厂电变压器中性点引出的Ｎ线 由厂用变压器中性点引出的Ｎ线通常有电缆 和母线两种。对于容量较大的厂用变压器，引出电 缆超过两根时，为便于连接，一般在厂用变压器低压 的引出端亦装设一段裸铝母线。如电缆连接，一般 采用四芯电缆，其第四芯作为Ｎ线，将它引到接地 母线即可。 １．４．２ 电缆供电线路的Ｎ线 （１）凡采用四芯电缆的线路，则用第四芯及包 皮作为Ｎ线。对于具有金属包皮的三芯电缆，可利 用金属包皮作Ｎ线，但其截面应满足规范要求，已 保证用电安全； （２）水电站内从厂用主盘至分盘连络用的电 缆线路，一般都是采用四芯电缆，这样对减少分盘以 前各线Ｎ线的电导比较有效，可以为分盘以后的供 电线路以接地扁钢作为Ｎ线创造条件。当分盘上 的负荷较小，所需用的电缆截面在１６删ｎ２及以下 时，可选用三芯电缆，并利用厂内接地网的接地扁钢 作Ｎ线。对少数离厂用变压器较远或功率在６５ ｋＷ以上的电动机，应具体计算采用三芯电缆或四 ３２ 缆线路一般可用三芯电缆，并利用钢管作Ｎ线，如 钢管是由两段连接而成，应在接头处跨接，以保证良 好的电气连接。 对于防爆，防火要求的场所，如蓄电池、油库等 处，不得使用预埋钢管作为Ｎ线，以保证安全。在 特别潮湿的场所，如蜗壳室或尾水管层的排水泵室， 预埋钢管往往容易生锈而成为不连续导体，因此也 不宜采用其作为Ｎ线。 ２水电站一般可用的接地方式 变压器 主盘 分盘 电动机 ，，， ｌ四 电现 Ｉ ．三芯电缆／，＾、 ｌ ／／ 图１水电站低压系统一次接线原理图 综上所述，水电站一般可用的接地方式如图１ 所示，并结合以下注意事项： （１） 厂用主盘至分盘可采用四芯电缆，将 ＰＥＮ在主盘处一点接地，并在分盘处重复接地，以 降低接地故障时ＰＥＮ线上的对地电压，保障人身 安全； （２）通常水电站在负荷点附近设置分盘，由分 盘至负荷点（主要是异步电动机）的电缆线路可用三 芯电缆，将各用电设备外壳在现地接地，由于异步电 动机三相基本对称，不平衡电流较小。对于少量单 相负荷，可采用二芯电缆； （３）在主盘处可安装零序电流保护装置，不宜 安装剩余电流动作保护器，否则可能使保护器频繁 动作，不能满足供电要求。 分盘处供电给６５ ｋＷ及以上异步电动机的回 路，可安装零序电流保护作为接地故障的保护装置， 应将电缆金属外皮回穿过零序ＣＴ再接地，以减少 金属外皮上的感应电流对零序ＣＴ的影响。少量单 相负荷回路可安装二极剩余电流动作保护器作为接 地故障的保护装置。 ３ 结语 水电站低压配电系统在电站中占有重要地位， 可充分利用水电站的接地网，选择更合理的接地方 广西水利水电 ＧＸ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳ０１瓜ＣＥＳ＆ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ２００８（５） 式，不仅可以节省电缆投资，而且对于设备运行及人 身安全起着重要作用。 参考文献 ［１］中国航空工业规划设计研究院．工业与民用建筑配电 设计手册［Ｍ］，北京：中国电力出版社，２００５． 设计技术导则［Ｓ］． ［３］ ＧＢ５００５４—９５，低压配电设计规范［Ｓ］． ［４］ 崔家佩．电力系统继电保护与安全自动装置整定计算 ［Ｍ］．北京：中国电力出版社，１９９３． ［５］ 王广学，彭丰等．线路零序电流保护整定计算方法［Ｊ】． 电力系统自动化，２０００，（４）：４６—５０ ［２］ＤＬ／ｒ５０９０—１９９９，水力发电厂过电压保护和绝缘配合 （责任编辑：周群） Ｌｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｏｆ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ＷＡＮＧ Ｈａｎ—ｂｉｎ．ＬＩＵ Ｈｕｉ．１ｉｎ （Ｇｕａｎｇｘｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｎｉｎｇ ５３００２３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｆｏｒ ｌｏｗ—ｖｏｌｔａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｐｒｏｉｅｃｔ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｅｒｅｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌｏｗ—ｖｏｌｔａｇｅ；ｐｒｏｔｃｔｅｉｖｅ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ；ＴＮ ｓｙｓｔｅｍ （上接第２２页） 充分认识水库除险加固项目面临的困难，解决专业 管理人员缺乏和时间紧迫等主要问题，根据重点小 型水库除险加固项目的工程特点，系统地、科学地对 工程风险进行管理，使项目按时按质按量完成，则既 达到水库除险加固的目的，又将遗留下来一笔宝贵 的水利工程建设管理经验财富。 参考文献 ［１］王卓甫．工程项目风险管理一理论、方法与应用［Ｍ］． 北京：中国水利水电出版社，２００３． （责任编辑：刘征湛） Ｒｉｓｋ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｋｅｙ ｓｍａｌｌ－ｓｃａｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ＨＵＡＮＧ Ｚｈｉ—ｑｉａｎｇ （Ｇｕｉｌｉｎ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｇｕｉｌｉｎ ５４１００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｍａｊｏｒ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｓｍａｌｌ—ｓｃａｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｐｒ。ｊｃｔ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｅｎａｌａｙｚｅｄ ｔｈｅ ｒｉｓｋｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｄｕｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｒｉｓｋ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｎｄｕｓｅｒ，ｄｅｓｉｇｎ ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒａｃｔｏｒ，ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ ａｎｄ ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｕｔｈｏｒｉｔｙ；ａｎｄ ｐｒｏｂｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｒｉｓｋ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｍａｌｌ—ｓｃａｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｍａｌｌ—ｓｃａｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ；ｒｉｓｋ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｒｉｓｋ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ３３
