黃英

摘要：城區(qū)域發(fā)展定位方向，取決于城區(qū)的建設(shè)規(guī)模與品質(zhì)。通過分析城區(qū)10千伏配電網(wǎng)中性點經(jīng)弧線接地系統(tǒng)，實際應(yīng)用過程中發(fā)生的問題以及以后規(guī)劃發(fā)展方向，城區(qū)地區(qū)必須進(jìn)行中性點接地系統(tǒng)改造工程。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；接地方式；系統(tǒng)改造

一、城區(qū)基本情況與電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃簡介

城區(qū)一般屬于重點發(fā)展的行政中心、居住集散地、產(chǎn)業(yè)用地以及備用發(fā)展地。在一定程度上，城區(qū)發(fā)展定位方向，取決于城區(qū)的建設(shè)規(guī)模與品質(zhì)。由于城區(qū)所具有的重要位置以及發(fā)展方向，其城市建設(shè)及其電網(wǎng)水平必將具有更高的標(biāo)準(zhǔn)。電纜和架空是現(xiàn)在城區(qū)110千伏變電站10千伏出線的主要方式。其中，10千伏中性點運用經(jīng)消弧線圈接地方式。10千伏電纜網(wǎng)主要運用雙射式結(jié)構(gòu)，個別是單射式結(jié)構(gòu)。架空網(wǎng)主要采用多分段部分聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)。城區(qū)依據(jù)建設(shè)規(guī)劃，將安裝三臺50 MVA變壓器的110千伏變電站。作為B類供電區(qū)域的城區(qū)，10千伏中壓配電網(wǎng)只有使用電纜線路，運用雙環(huán)網(wǎng)或單環(huán)網(wǎng)接線方式的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，才能夠使新城地區(qū)供電安全性得到保證。

二、城區(qū)地區(qū)10千伏配電網(wǎng)中性點接地方式選擇分析

（一）10千伏配電網(wǎng)中性點接地方式現(xiàn)狀分析

自動調(diào)諧型的消弧線圈接地方式，是城區(qū)內(nèi)110千伏變電站10千伏側(cè)運用的接地方式。這種系統(tǒng)，隨著電纜線路長度的不斷增加，容性電流就會迅速變大。然而，個別變電站卻存在消弧線圈補(bǔ)償容量不足情況。實際運行中，新城內(nèi)的變電站10千伏母線容性電流，消弧線圈所能補(bǔ)償?shù)淖畲蟾行噪娏饕呀?jīng)發(fā)生了很大變化。只有對接地變壓器和消弧線圈的容量進(jìn)行增大，才能夠使消弧線圈實現(xiàn)過補(bǔ)償并具有一定的調(diào)節(jié)裕度。但是，實際情況已經(jīng)不允許對消弧線圈的容量進(jìn)行增大。同時，控制系統(tǒng)故障造成調(diào)檔失敗導(dǎo)致某些裝置必須通過手動模式才能排除故障，不再有自動調(diào)諧的優(yōu)勢。另外，單相接地出現(xiàn)問題后，控制系統(tǒng)不能將串接阻尼電阻短接，就會導(dǎo)致熔斷器熔斷。然而，系統(tǒng)正常運行后，由于阻尼電阻不能自動進(jìn)行工作，又會導(dǎo)致中性點位移電壓出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象，系統(tǒng)就會錯誤的發(fā)出接地信號。

（二）配電網(wǎng)中性點接地方式的選擇

1、消弧線圈接地方式：城區(qū)所有10千伏線路將實施電纜敷設(shè)方式，雙環(huán)網(wǎng)或者單環(huán)網(wǎng)作為目標(biāo)網(wǎng)架。每個階段中的10千伏母線容性電流將會超過200安，必須配置超過1200千伏安容量的消弧線圈。這樣就加大了變電站的資金投入，變電站內(nèi)的設(shè)備如何布置也將是需要解決的問題。同時，在電纜網(wǎng)系統(tǒng)中的使用消弧線圈，很容易給設(shè)備以及工作人員造成安全隱患。

2、小電阻接地方式：單相接地故障電流達(dá)到100安時，在中壓配電網(wǎng)中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，就應(yīng)該運用經(jīng)低電阻接地方式。由于北京城區(qū)變電站實施小電阻接地方式時間比較長，具有很多這方面的經(jīng)驗，因此，110千伏變電站10千伏中性點經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)，在城區(qū)逐步實施并進(jìn)行改造比較適合。

三、系統(tǒng)改造設(shè)備安裝及保護(hù)配置分析

（一）小電阻接地設(shè)備安裝及其位置

在城區(qū)，110千伏變電站變電器實施Yd11的接法，10千伏側(cè)沒有中性點引出，所以，只有配備相應(yīng)的接地變壓器，才能為中性點不接地系統(tǒng)引出一個中性點。電網(wǎng)在正常運行情況下，接地變壓器繞組中只有比較小的勵磁電流。如果中性點電壓發(fā)生偏移，繞組中也會有比較小的持續(xù)電流存在。這兩種情況都會顯示為高阻作用。然而，系統(tǒng)如果發(fā)生單相接地故障，接地變壓器繞組就會是高阻抗?fàn)顟B(tài)，如果是零序電流就會是低阻抗?fàn)顟B(tài)。一般情況下，接地變壓器是Z型變壓器，采用曲折形繞組聯(lián)結(jié)法。

（二）變電站內(nèi)一次設(shè)備及保護(hù)配置

系統(tǒng)改造前，變電站內(nèi)的消弧線圈控制柜與變壓器使用一個開關(guān)柜。實施小電阻接地系統(tǒng)改造過程中，小電阻接地系統(tǒng)控制柜與所內(nèi)變控制柜應(yīng)予以分離，并適當(dāng)調(diào)整安裝方式。10千伏系統(tǒng)中性點經(jīng)低電阻接地后，應(yīng)遵循一定的保護(hù)配置原則。

1、接地變壓器必須安裝在10千伏分支的位置：滿足下面的條件后，接地變壓器才能安裝在10千伏分支的位置。首先，在主變壓器高壓側(cè)，應(yīng)是單母線分段或者是線路變壓器組接線形式，必須裝有高壓側(cè)主開關(guān)；其次，主變壓器必須是兩相變壓器；第三，接地變壓器沒有二次線圈，二次引出線發(fā)生短路時，不會發(fā)生主變差動誤動情況；第四，當(dāng)10千伏系統(tǒng)出現(xiàn)不在主變壓器差動范圍之內(nèi)的接地故障時，差動保護(hù)中的不平衡電流不會引起差動保護(hù)而導(dǎo)致誤動掉閘。

這時，可以進(jìn)行安裝保護(hù)裝置并遵循以下原則實施。首先，接地變壓器電流互感器不能夠接入主變壓器差動回路；其次，必須安裝三相兩段式定時限相間過電流保護(hù)；第三，必須安裝三段式定時限零序過流保護(hù)，必須使用專用零序電流互感器。

2、接地變壓器必須安裝在10千伏母線的位置：110千伏側(cè)為橋形接線或者其他接線形接地，都可以安裝在10千伏母線處。如果是單母線分段，在10千伏母線處進(jìn)行安裝，就會浪費資金。保護(hù)配置原則是：首先，必須配置三相兩段式定時限相間過電流保護(hù)；其次，過電流保護(hù)應(yīng)位于對應(yīng)母線變壓器總出口；第三，必須配置兩段式零序電流保護(hù)。

3、10千伏饋線設(shè)備及保護(hù)配置：

每臺10千伏饋線柜與10千伏所內(nèi)變壓器柜，必須各增加1只零序電流互感器；10千伏電容柜應(yīng)增加兩只零序電流互感器。零序電流并接入原有保護(hù)裝置中。所有10千伏饋線都應(yīng)使用零序電流互感器。運用10千伏饋線微機(jī)型保護(hù)裝置的變電站，必須使用零序回路，并加零序時限速斷與過流保護(hù)。對于新建或改造的10千伏系統(tǒng)變電站，必須配置二相電流互感器和外附零序電流互感器。同時，應(yīng)運用零序時限速斷和過流保護(hù)微機(jī)保護(hù)設(shè)施。

4、開閉站、配電室設(shè)備及保護(hù)配置

所有進(jìn)線柜與饋線柜增設(shè)1只零序電流互感器。繼續(xù)使用原來的微機(jī)型保護(hù)，使用零序電流保護(hù)并閉鎖10千伏分段自投設(shè)備，使用最新版本的保護(hù)裝置軟件。改電磁型保護(hù)為微機(jī)型保護(hù)裝置，并設(shè)置進(jìn)線及饋線零序保護(hù)。

四、改造過程中應(yīng)注意問題分析

中性點接地方式改造過程中，會涉及很多問題，應(yīng)對電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃全面考慮，為配電網(wǎng)中性點改造以及電網(wǎng)運行創(chuàng)造最佳條件。

首先，明確供電區(qū)域。運用小電阻接地系統(tǒng)后，就會出現(xiàn)消弧線圈接地和小電阻接地系統(tǒng)共同存在的情況，必須對兩種系統(tǒng)的區(qū)域或交叉區(qū)域進(jìn)行確定。其次，提前規(guī)劃配電設(shè)備。因為存在跨供電區(qū)域供電問題，應(yīng)提前進(jìn)行規(guī)劃小電阻接地供電區(qū)域配電設(shè)施，應(yīng)有零序保護(hù)裝置的改造空間，能夠在變電站工程竣工后，立即進(jìn)行負(fù)荷導(dǎo)入以及供電區(qū)域劃分等工作。第三，負(fù)荷接入控制。變電站竣工后，一般會把其他變電站供電負(fù)荷切改至新建成的變電站，還會增加新的出線路。必須對接入負(fù)荷進(jìn)行有效控制，才能保證經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)的安全正常運行。同時，切改至新建站的負(fù)荷不能夠使用架空線路，而新建配電線路都必須使用電纜線路。第四，配電網(wǎng)互聯(lián)。110千伏變電站之間經(jīng)常有1條或者多條10千伏聯(lián)絡(luò)線路，目的是增加配電網(wǎng)的安全可靠性。所以，實施小電阻接地方式后，必須對配電網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)帶來的問題進(jìn)行綜合考慮。

五、結(jié)語

城區(qū)地區(qū)原來的中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，在配電網(wǎng)供電容量以及供電范圍不斷增大的情況下，已經(jīng)不能滿足實際需要。城區(qū)地區(qū)必須進(jìn)行中性點接地系統(tǒng)改造工程，并在改造過程中按照一定的標(biāo)準(zhǔn)實施，對改造過程中有可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行研究分析，才能夠保證改造過程順利實施。

參考文獻(xiàn)

[1]恭秀芬.中壓配電網(wǎng)中性點接地方式研究與決策[D].重慶大學(xué)，2014.

[2]侯永將.中壓配電網(wǎng)中性點接地方式研究[D].鄭州大學(xué)，2010.

[3]郭麗偉，薛永端，徐丙垠，蔡燕春，張少凡.中性點接地方式對供電可靠性的影響分析[J]. 電網(wǎng)技術(shù)，2015，08：2340-2345