一、接地变压器容量计算的常见问题
(1)未分析系统单相
接地故障后电容电流的流通过程，对电容电流计算的理论基础理解模糊；
(2)电容电流计算未考虑系统连接的其它电力设备提供的电容电流，导致最终计算的电容电流值偏小；
(3)认为单相接地故障时电容电流会流过接地电阻，因此需要接地电阻额定电流大于电容电流；
(4)对单相接地故障的原理分析不清，混淆电容电流、电阻电流和故障电流；
(5)接地变压器容量未考虑与接地变压器本体过流保护装置的配合。
二、接地电阻额定参数选择
2.1低电阻接地系统单相接地故障保护原理
当系统发生单相接地短路时，短路点会流过系统所有回路的电容电流，即故
障回路流过系统所有回路的电容电流，非故障回路流过本回路的电容电流。当该电容电流流过各回路零序电流互感器时，单相接地零序保护即是通过判断该零序电流的大小来确定并切除故障回路。以A相发生单相接地短路为例，当单相接地故障发生时，对非故障回路而言，其流过非故障回路零序电流互感器的电流即为该回路B、C相电容电流的合电流，该电容电流基本可以保持稳定。但对于故障回路，其流过零序电流互感器的电容电流会根据故障时投运回路数的不同，在比较大的区间内变化，例如当仅有一回线路运行时，由于B、C相电容电流的合电流会经过A相接地短路点流回系统，也就是流过故障回路零序电流互感器的电容电流为零；当所有回路均运行时，所有非故障回路的B、C相电容电流均会通过故障回路A相接地短路点流回系统，也就是流过故障回路零序电流互感器的电容电流为系统总的电容电流。可以看出，由于系统运行回路数的不同，流过单相接地故障回路零序电流互感器的电容电流变化区间大，导致保护装置无法准确且灵敏的判断故障并快速切除。采用低电阻接地方式，在发生单相接地的情况下，能为接地故障回路提供一个稳定的电阻电流，从而确保故障回路准确判断、快速切除。
通过以上分析可以看出，系统发生单相接地故障后，单相接地故障电流由两部分组成，一部分为系统电容电流，一部分为由接地电阻回路提供的电阻电流。即故障回路流过的电流为系统电容电流与电阻电流的合电流，非故障回路流过的电流仅为本回路电容电流，单相接地零序保护即是通过判断该电流的大小来切除故障回路。
图2系统正常运行时电容电流相量图图3单相接地短路时电容电流相量图
2.2电阻额定参数的选择
电阻额定参数的选择主要考虑额定电压和额定电流，电阻额定电压应不小于接入系统的额定电压。额定电流的选择主要考虑2个方面：一是为获得快速选择性继电保护所需的足够电流，需要较大的接地故障电流，目前低电阻接地系统一般采用接地故障电流为100～l000A；二是为限制故障点间歇性电弧接地时的过电压水平，要求流过故障点的电阻性电流不小于电容性电流，一般取电阻性电流为电容性电流的1～1.5倍，可以限制内部过电压不超过2.6倍，进一步提高阻性电流对降低内部过电压收效不大。可以看出，进行接地电阻额定电流计算时，要求电阻额定电流大于电容电流，主要从降低过电压水平的角度考虑，而不是由于电容电流需要流过接地电阻。因此，当系统发生单相接地电容电流小于100A时，电阻额定电流应取不小于100A；当电容电流超过100A时，电阻额定电流取为电容电流的1～1.5倍。
三、接地变压器额定参数选择
3.1接地变压器参数计算
接地变压器额定电压及绝缘水平应与其所连接系统的额定电压和绝缘水平保持一致。
接地变压器的负荷仅为接地电阻，因此其容量应不小于接地电阻的额定容量，即：SN≥Pr式中：SN为接地变压器额定容量；Pr为接地电阻额定容量。
采用上述方法进行容量计算时未考虑接地变压器的运行方式及特点。在低电阻接地系统中，系统正常运行时，接地电阻回路没有工作电流，接地变压器绕组仅流过很小的励磁电流。只有当系统发生单相接地短路故障时，接地变压器绕组中才流过电阻电流，即接地变压器的运行方式为长期空载运行；当发生单相接地故障时短时满载运行，因此接地变压器容量计算应充分利用接地变压器的短时过载能力。
低电阻接地系统发生单相短路故障时要求快速切除，根据继电保护要求，其持续时间应小于10s，因此，接地变压器容量计算时可充分利用变压器10s短时过载能力。接地变的过载能力通常与设备的制造参数有关，经计算，油变10s短时过载倍数可达16倍，干变(H级绝缘)10s短时过载倍数可达19倍，实际选型中一般按IEEE—C62.92.3推荐的过载系数取值为10.5倍。
3.2接地变压器容量复核
前述计算得出的接地变压器容量已经可以满足接地变压器运行功能及单相接地保护的要求，但能否满足接地变压器内部相间故障的过流保护要求，还需要结合电流互感器参数对接地变容量进行进一步复核。过流保护按躲过接地变压器额定电流整定。
四、结语
本文主要通过相量图分析，从单相接地电容电流产生的源头及低电阻接地系统单相接地故障保护的要求人手，重点对接地变压器容量设计过程进行梳理和总结，提出接地变容量选择需重点考虑和注意的问题：
(1)对单相接地故障时的电容电流回路进行分析，通过相量分析建立正确的理论模型；
(2)站内除线路外的其它电力设备提供的电容电流是系统电容电流的组成部分，不应被忽略；
(3)电阻额定电流的确定主要是考虑系统过电压的水平，而不是电容电流的通流容量；
(4)应考虑接地变压器的运行特点，充分利用变压器设备的短时过载能力，从而降低设备采购成本；
(5)接地变压器容量除满足系统运行功能及单相接地保护要求外，还需关注与电流互感器过流保护绕组参数的配合，从而实现本体保护的安全可靠性。
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