(国网应县供电公司山西省朔州市037600)
摘要:随着我国电力改革的不断深入,配电网也得以迅速发展,在我国的城市电网中,10KV的电缆线路较多、电容以及电流过大的现象普遍存在。因此,10KV系统中性点经消弧线圈在接地方式上,经常会暴露出一些弊端,其具体表现在:当系统出现单相接地的故障时,在一个较短的时间段内,很难准确地找到故障点的存在,这就很容易发展成为相间短路或者多线故障等。为了解决上述问题,我们将10KV系统中性点接地方式,从最初的经消弧线圈接地改为经由小电阻接地,但是仍然存在一些问题,因此需要我们不断地发展新技术,将接地方式更好地加以改进。
关键词:10KV配电网;接地方式
一、配电网接地方式及各自特点
从目前来看,我国主要采用三种中性点接地方式:中性点不接地;经消弧线圈接地;经小电阻接地。
1、中性点不接地方式
10kV配电网采用中性点不接地方式运行,当发生单相金属性接地故障时,由于三个线电压大小不变,仍保持对称,对负荷的供电没有影响,故规程规定,系统可以继续运行2h,从而获得选择接地点并排除故障的时间,相对地提高了供电的可靠性,这是它的一个很大的优点。
中性点不接地系统发生单相接地故障,流过故障点电流仅为电网对地的电容电流,该电容电流超前电压90°,当故障点的电容电流在第一个半波过零熄弧时,加在故障点上的电压正好为峰值,若电容电流过大,空气游离严重,极易把故障点重新击穿。大型工矿企业10kV配电网大多采用电缆馈出,且馈出回路数较多,由于大型启动设备较多,负荷较重,每一馈出回路的电缆根数也较多,导致配电网单相接地电容电流较大,通常超过规程规定的30A。同时由于电缆敷设、中间头及终端头制作工艺、电缆沟进水、外力施工破坏等原因,经常出现电缆单相接地故障。
2、经消弧线圈接地方式
中性点经传统消弧线圈接地。采用中性点经消弧线圈接地方式,即在中性点和大地之间接入一个电感消弧线圈。作用是为解决中性点不接地系统单相接地电流大,电弧不能熄灭的问题。在系统发生单相接地故障时,利用消弧线圈的电感电流对接地电容电流进行补偿,使流过接地点的电流减小到能自行熄弧范围。由于工矿企业配电网馈出多为电缆且回路数较多,在单相接地故障发生时,虽然弧光接地过电压得到了一定的抑制,但故障点的弧光燃烧仍然存在,由于并列倒负荷时间较长,往往还没有选出接地点就出现了电缆放炮或一段母线数个高压柜同时放炮、着火的严重事故,不但电气设备损失大,停电修复时间长,对企业生产线的影响也很大。
3、经电阻接地方式
中性点经电阻接地。中性点经电阻接地方式,即中性点与大地之间接入一定阻值的电阻。
采用中性点经电阻接地运行方式,由于电阻是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件,可降低单相接地工频过电压,抑制弧光接地过电压,大大降低了对设备绝缘的损害。中性点经电阻接地方式的缺点是增加了架空线路跳闸次数;当接地变或电阻柜故障而退出运行时,相应的主变开关必须同时打开,扩大了停电范围。当主变压器或母线并列运行时,不允许几个电阻接地系统并列运行,以免接地电流过大引起设备损坏。
二、经小电阻接地系统存在的问题
经小电阻接地系统能快速切断故障,瞬时故障下能通过重合闸快速恢复供电,但是无论发生瞬时接地故障还是永久接地故障,只要故障电流和故障时间达到零序保护整定值,保护都会出口跳闸,因此会降低供电可靠性。在经小电阻接地的情况下,运行人员需要了解小电阻接地系统原理特点,对可能出现的零序保护误动、拒动等问题有清醒的认识,在正常情况下调整运行方式时注意接地电阻的调节,在零线保护越级跳闸时能快速、合理处理。
1、防止零序保护误动、拒动
在经小电阻接地方式下,发生接地故障时,流过线路的电流较大,此时如果保护拒动,那么容易击穿线路的绝缘薄弱部分,对设备造成损坏,扩大事故范围。如果配电网络线路有轻微的接地故障(如电缆绝缘损坏、异物触碰架空线、线路避雷器有故障等),接地电流达不到零序保护的整定值,故障不能靠保护切除,而需要人工轮切线路来排除,这样就扩大了停电范围,降低了供电可靠性,同时也延长了切除故障的时间,增大了单相接地故障发展成为相间短路的可能性。
如果保护定值设置不合理或零序CT选用不当,也可能引起零序保护误动或拒动。零序电流互感器的质量、精度和安装是否正确,对于零序保护的可靠性和选择性具有决定性的意义。保护级零序电流互感器的选择应在相应的保护配置下满足一定的测量精度要求,并具有一定裕度,以保证保护装置运行的可靠性。
2、快速合理处理越级跳闸事件
在难以预防越级跳闸的情况下,必须快速、合理处理越级跳闸事件,尽快排除故障,缩短停电时间。经小电阻接地系统的越级跳闸,一般是接地变零序保护启动的主变低压侧开关跳闸。此时,通常存在接地变零序保护启动、备自投闭锁、馈线和电容器零序保护启动等,如果馈线和电容器等保护都没有启动,那么就要注意母线是否存在故障,在确定故障原因后要尽快隔离故障点,恢复其它无故障设备的运行。
3、调整运行方式时应注意接地电阻调整
调整10kV负荷时应考虑接地变的装设位置,防止母线失去中性点接地,或因方式变化而使接地电阻值发生大的变化。一般2台中性点经小电阻接地的接地变不能长时间并列,只有在倒闸操作的过程中才允许短时间并列,如果操作时因设备、天气等原因造成操作中断或大幅延长操作时间,那么就要考虑接地点调整。在系统发生故障时,10kV备自投动作,需要考虑10kV中性点是否合理,是否需要手动退出中性点,以防止接地电阻过小造成保护误动或故障电流过大损坏设备。
三如何对中性点的接地方式进行选择
1、分析配电网的结果,因地而异
对于在选择10KV配电网中性点的接地方式时,并没有一个万能的方案,这需要我们具体问题具体分析,即在进行选择之前,应该对当地的配电网结构做一个深入了解以及分析,尤其要格外留意电网的规模以及其他参数,包括电流峰值、电压等等,我们只有参照这些数据,才能选择出最合适的中性点接地方式。我们所选择的接地方式在电网运行中不会产生接地故障,防止给电网带来严重的损害,并且还能自动对其他一些故障情况进行避免。我们在对电力系统进行设计之前,要将电力系统的实际运行状况考虑到其中,对接地方式作出合理的选择。
2、要及时总结故障原因,避免要害
从我国目前的情况来看,很多大城市所应用的10KV配电网结构,已经能够满足人们在日常生产生活中的需要了,这些结构很少会出现严重的电网故障问题,但是在电网发展的进程中,对于出现的某些较为严重的故障问题,我们应该及时分析其发生问题的原因,并制定出相应的解决办法,做好记录,以免下次出现同样的故障。特别是当我们在现有的基础上,进一步扩建或者改造电网时,更要重视导致故障出现的原因。在接地方面,我们要对产生接地故障的原因格外重视。因为这些故障的存在很可能与我们选择的接地方式有关,假如在配电网的运行中,某种接地方式出现了故障,我们就需要对其进行改进,或者选择其他合适的接地方式,避免重蹈覆辙的情况发生。
结语
中性点接地方式选择关系到调度、变电、配网的各个方面,是涉及到配电网规划设计和运行管理过程的基础性问题,对供电质量、继电保护、运行管理方式有根本性的影响。中性点接地方式选择需要综合考虑技术和经济两方面的问题,应结合系统现状和发展规划进行技术经济比较、全面考虑。
参考文献
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