2024年9月7日发(作者：包鑫)
2023年6月10日第40卷第11期
Telecom Power Technology
Jun. 10, 2023, Vol.40 No.11
DOI：10.19399/.2023.11.030
电力技术应用
风电场集电系统接地保护及零序保护整定计算
张 颖
（智方设计股份有限公司，湖北 武汉 430000）
摘要：为避免风电场集电线路和相关设备受接地故障的影响，需要合理配置保护整定，保证发生接地故障时保
护动作的可靠性和灵敏性。以湖北省某风电场接地方式改造为例，探讨经消弧线圈接地改为经电阻接地方式后保护
定值的整定计算。
关键词：单相接地；短路电流；零序保护；过流保护
Setting Calculation of Grounding Protection and Zero Sequence Protection for Wind Farm
Collector System
ZHANG Ying
(Zhifang Design Co., Ltd., Wuhan 430000, China)
Abstract: To avoid the impact of grounding faults on the wind farm’s power collection lines and related equipment,
it is necessary to configure the protection settings reasonably to ensure the reliability and sensitivity of the protection
actions in the event of grounding faults. Taking the grounding modification of a wind farm in Hubei as an example,
this paper explores the setting calculation of protection settings after changing from arc suppression coil grounding to
resistance grounding.
Keywords: single-phase grounding; short circuit current; zero sequence protection; over-current protection
0 引 言
风电场集电系统接地是在风电场的主变压器低
压侧或者汇集线路上，通过接地变压器或者小电阻，
人为制造一个中性点，以提供零序电流和零序电压，
保证在系统发生接地故障时保护装置能够动作
[1,2]
。
风电场集电系统接地的方式有多种，如消弧线圈接地、
小电阻接地、中性点不接地等，具体选择应根据风电
场的实际情况和技术要求确定
[3,4]
。
风电场实际发生的单相接地故障大多数为永久
性接地，对人身、环境、设备安全影响较大。经电阻
接地方式具有选择性，能够快速切除接地故障，是
目前风电场集电系统和电网配电系统接地方式的主要
发展方向
[5]
。以湖北省某风电场为例，该风电场于
2021年3月完成集电系统接地方式改造。设备改造后，
风电场需要修改集电线路母线上各支路的零序Ⅰ段、
零序Ⅱ段、接地变的过流Ⅰ段以及过流Ⅱ段的保护定
值。基于该背景，文章重点介绍改造后的集电线路和
接地变压器（以下简称接地变）的零序电流保护定值
的整定计算。
原则包括以下2个方面。
一方面，提供足够的零序电流，保证继电保护
的选择性。当线路发生单相接地时，故障线路上的零
序电流为系统电容电流与中性点设备电流之和，非故
障线路零序电流仅为本线路的电容电流。只有保证故
障线路的零序电流显著大于非故障线路，继电保护才
能有选择性地切除故障线路。因此，中性点设备需要
提供充足的零序电流。
另一方面，提供一定的阻性电流，抑制弧光接
地过电压。在中性点接入接地电阻的条件下，当线路
发生单相接地故障时，中性点电阻将向故障点输出一
定阻性电流，抑制电弧的间歇性燃熄，防止在零序保
护动作之前出现弧光接地过电压。
在满足以上2个条件的前提下，应选择尽量大
的中性点接地电阻，使故障电流尽可能小，降低故障
电流对设备造成的影响，减小中性点接地变容量。
2 单相接地故障电流
2.1 单相接地故障电流计算
为满足继电保护的选择性，单相故障电流
I
D
应
满足
I
D
≥
K
re
I
cmax
（1）
式中：
I
D
为单相接地故障电流；
I
cmax
为各线路中最大
的电容电流值；
K
re
为可靠系数。单相接地故障电流
应为零序Ⅰ段的2倍，保证零序过流Ⅰ段对单相接地
故障有较高的灵敏度。零序Ⅰ段定值应大于线路电容
1 中性点接地设备（接地变和接地电阻）的选
择原则
中性点接地设备（接地变和接地电阻）的选择
收稿日期：
2023-04-08
作者简介：
张
2024年9月7日发(作者：包鑫)
2023年6月10日第40卷第11期
Telecom Power Technology
Jun. 10, 2023, Vol.40 No.11
DOI：10.19399/.2023.11.030
电力技术应用
风电场集电系统接地保护及零序保护整定计算
张 颖
（智方设计股份有限公司，湖北 武汉 430000）
摘要：为避免风电场集电线路和相关设备受接地故障的影响，需要合理配置保护整定，保证发生接地故障时保
护动作的可靠性和灵敏性。以湖北省某风电场接地方式改造为例，探讨经消弧线圈接地改为经电阻接地方式后保护
定值的整定计算。
关键词：单相接地；短路电流；零序保护；过流保护
Setting Calculation of Grounding Protection and Zero Sequence Protection for Wind Farm
Collector System
ZHANG Ying
(Zhifang Design Co., Ltd., Wuhan 430000, China)
Abstract: To avoid the impact of grounding faults on the wind farm’s power collection lines and related equipment,
it is necessary to configure the protection settings reasonably to ensure the reliability and sensitivity of the protection
actions in the event of grounding faults. Taking the grounding modification of a wind farm in Hubei as an example,
this paper explores the setting calculation of protection settings after changing from arc suppression coil grounding to
resistance grounding.
Keywords: single-phase grounding; short circuit current; zero sequence protection; over-current protection
0 引 言
风电场集电系统接地是在风电场的主变压器低
压侧或者汇集线路上，通过接地变压器或者小电阻，
人为制造一个中性点，以提供零序电流和零序电压，
保证在系统发生接地故障时保护装置能够动作
[1,2]
。
风电场集电系统接地的方式有多种，如消弧线圈接地、
小电阻接地、中性点不接地等，具体选择应根据风电
场的实际情况和技术要求确定
[3,4]
。
风电场实际发生的单相接地故障大多数为永久
性接地，对人身、环境、设备安全影响较大。经电阻
接地方式具有选择性，能够快速切除接地故障，是
目前风电场集电系统和电网配电系统接地方式的主要
发展方向
[5]
。以湖北省某风电场为例，该风电场于
2021年3月完成集电系统接地方式改造。设备改造后，
风电场需要修改集电线路母线上各支路的零序Ⅰ段、
零序Ⅱ段、接地变的过流Ⅰ段以及过流Ⅱ段的保护定
值。基于该背景，文章重点介绍改造后的集电线路和
接地变压器（以下简称接地变）的零序电流保护定值
的整定计算。
原则包括以下2个方面。
一方面，提供足够的零序电流，保证继电保护
的选择性。当线路发生单相接地时，故障线路上的零
序电流为系统电容电流与中性点设备电流之和，非故
障线路零序电流仅为本线路的电容电流。只有保证故
障线路的零序电流显著大于非故障线路，继电保护才
能有选择性地切除故障线路。因此，中性点设备需要
提供充足的零序电流。
另一方面，提供一定的阻性电流，抑制弧光接
地过电压。在中性点接入接地电阻的条件下，当线路
发生单相接地故障时，中性点电阻将向故障点输出一
定阻性电流，抑制电弧的间歇性燃熄，防止在零序保
护动作之前出现弧光接地过电压。
在满足以上2个条件的前提下，应选择尽量大
的中性点接地电阻，使故障电流尽可能小，降低故障
电流对设备造成的影响，减小中性点接地变容量。
2 单相接地故障电流
2.1 单相接地故障电流计算
为满足继电保护的选择性，单相故障电流
I
D
应
满足
I
D
≥
K
re
I
cmax
（1）
式中：
I
D
为单相接地故障电流；
I
cmax
为各线路中最大
的电容电流值；
K
re
为可靠系数。单相接地故障电流
应为零序Ⅰ段的2倍，保证零序过流Ⅰ段对单相接地
故障有较高的灵敏度。零序Ⅰ段定值应大于线路电容
1 中性点接地设备（接地变和接地电阻）的选
择原则
中性点接地设备（接地变和接地电阻）的选择
收稿日期：
2023-04-08
作者简介：
张