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        淺論110kV電網(wǎng)主變中性點(diǎn)接地方式的選擇

        2015-10-21 17:05:16黃軍鋒
        探索科學(xué) 2015年12期
        關(guān)鍵詞:中性點(diǎn)零序主變

        黃軍鋒

        摘要:在電網(wǎng)中,針對110KV的大電流,采用中性點(diǎn)接地的方式主要是保證電網(wǎng)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定,并且還能在實(shí)際操作中對發(fā)生任何問題及時(shí)查找事故的原因并且迅速解決,保證電網(wǎng)的正常供電。本文主要介紹了電網(wǎng)中110KV的大電流的主變中性接地方式選擇方法,并提出需要注意的問題,以期為電網(wǎng)系統(tǒng)選擇接地方式提供一些參考。

        關(guān)鍵詞:110KV電網(wǎng);中性點(diǎn);接地方式

        電網(wǎng)運(yùn)行中對于變壓器中性點(diǎn)接地的選擇,一直是電網(wǎng)安全運(yùn)行中重視的問題,接地方式的選擇與電網(wǎng)絕緣水平、保護(hù)設(shè)施、供電可靠性等關(guān)系密切。110KV電網(wǎng)在實(shí)際操作中常用到中性點(diǎn)接地的方式,使大電流的安全運(yùn)行得到保證,這種方式最大的特點(diǎn)是能快速診斷故障,提高供電穩(wěn)定性,在已知的電流故障中,因接地發(fā)生的故障占80%以上,選用中性點(diǎn)接地的方式能更好的應(yīng)對這種情況,盡可能減小故障給供電設(shè)備帶來的危害。

        一、110KV電網(wǎng)主變中性點(diǎn)接地方式選擇的標(biāo)準(zhǔn)

        (一)供電可靠性

        這一標(biāo)準(zhǔn)是選擇接地方式最重要的參考依據(jù),并且也是電網(wǎng)運(yùn)行應(yīng)滿足的條件,供電的可靠性利用電網(wǎng)系統(tǒng)中各元件以及供電設(shè)施的可靠性來實(shí)現(xiàn),當(dāng)電網(wǎng)中全部設(shè)備與元件運(yùn)行正常時(shí),此時(shí)的供電可靠性主要取決于變壓器不同的接地方式,在實(shí)際中,采用不同的接地方式對供電可靠性的影響程度存在較大差異。

        (二)供電安全性

        110KV電網(wǎng)屬于大電流系統(tǒng),因此,在電網(wǎng)的運(yùn)行中,供電安全問題必須受到重視。首先,電網(wǎng)不同的接地方式會產(chǎn)生不同的故障維修方法,并且不同接地方式對設(shè)備造成的損害程度不同,接地方式選擇錯(cuò)誤會直接影響帶電網(wǎng)內(nèi)外過電壓、過電流的大小以及對整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的破壞力;其次,不同的中性點(diǎn)接地方式與電網(wǎng)中各種供電設(shè)備的安全緊密相關(guān),供電設(shè)備一旦發(fā)生短路,故障中電流的大小直接受到接地方式的影響;最后,對于電網(wǎng)中電弧的起弧、重燃及電流振蕩等接地故障,要克服故障帶來的6倍電壓沖擊,必須采用最合適的中性點(diǎn)接地方式。

        (三)繼電保護(hù)的選擇與靈敏性

        110KV電網(wǎng)中,繼電保護(hù)扮演著重要角色,保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全與可靠,科學(xué)合理的選擇中性點(diǎn)接地方式保證繼電保護(hù)的選擇性與靈敏性。

        (四)有效避免諧振開關(guān)

        電網(wǎng)系統(tǒng)中導(dǎo)線的開端與開關(guān)的的切合會引起鐵磁諧振過電壓,進(jìn)而導(dǎo)致避雷針爆炸、變壓器負(fù)載過重,造成供電設(shè)備的損害,由于電網(wǎng)中各系統(tǒng)參數(shù)不對稱,出現(xiàn)中性點(diǎn)位移現(xiàn)象,也經(jīng)常會引起鐵磁諧振過電壓,造成互感器本身的損害,這些問題都要依靠適當(dāng)?shù)闹行渣c(diǎn)接地方式來避免。

        二、110KV變形中型點(diǎn)接地方式

        (一)110KV主變的35KV側(cè)接地方式

        電網(wǎng)大多數(shù)采用110KV的變電站為主要電源,因此對于電網(wǎng)單臺主變110KV的變電站而言,主變110KV與35KV側(cè)都采用中性點(diǎn)直接接地的方式,對于具有兩臺主變110KV變電站而言,在主變中性點(diǎn)接地上有兩種不同的接地方式:第一,1臺主變高、中壓側(cè)接地,另一臺不接地;第二,1臺主變高中壓接地,另一臺只做中壓接地,具體接線情況如圖1所示,零序阻如圖2:

        1、方式一

        由圖2可以發(fā)現(xiàn),方式一比方式二少了一條零序支路,在實(shí)際操作中,當(dāng)110KV系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí),方式一對比方式二有以下幾個(gè)特點(diǎn):產(chǎn)生故障電流較小,對供電設(shè)備的危害也比較輕;穩(wěn)定性不如方式二好,發(fā)生故障的幾率也較方式二頻繁;由于零序支路的數(shù)量較少,相互之間的影響也小。

        2、方式二

        在圖1中,線路1、2屬于共桿線路,接在110KV的線路上,線路1發(fā)生故障時(shí),若串聯(lián)的121開關(guān)沒有按照設(shè)計(jì)命令斷開電源,而110KV中又沒有配置數(shù)量足夠多的斷短路失靈保護(hù),這時(shí)對于電路的保護(hù)只能依靠變壓器中壓的中性零序保護(hù)來斷開母線電源,再跳開變壓器中的壓測開關(guān)進(jìn)行故障的切除,然而此時(shí)如果線路2也發(fā)生接地故障時(shí),如果使用方式一,由于缺少一條零序支路,系統(tǒng)的大電流會變?yōu)樾‰娏鹘邮芟到y(tǒng),電網(wǎng)的接地保護(hù)的作用就失去了,此時(shí)故障的切除只能等接地故障慢慢演變?yōu)橄嚅g故障時(shí)才能進(jìn)行故障的切除,這樣一來,就大大延長了故障切除的時(shí)間,對供電設(shè)備造成一定的損害;方式二中因?yàn)樵黾恿艘粭l零序支路,若是發(fā)生上訴情況,1臺主變的中壓側(cè)可以連接多出的一條支路進(jìn)行接地保護(hù),從而實(shí)現(xiàn)故障的快速切除,由此可以表明,如果在考慮到設(shè)備增加與安全范圍,方式二比方式一的優(yōu)勢更加明顯。

        (二)電廠升壓站主變接地方式

        若電廠的中、低壓側(cè)配備發(fā)電機(jī),則并網(wǎng)后至少有一臺主變中性點(diǎn)要接地,原因有兩點(diǎn):第一,如果發(fā)電機(jī)的輸送功率增加,功率因此減小,發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷運(yùn)作后,系統(tǒng)的頻率也會大幅度提升,電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓也升高,發(fā)電廠如果上網(wǎng)線路跳閘,如果主變中性點(diǎn)不進(jìn)行接地處理,會影響整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的絕緣性能,使漏電情況發(fā)生;第二,如果升壓站主變中性點(diǎn)不接地,上網(wǎng)線路發(fā)生單向接地故障,由于零序線路的不足,不能及時(shí)切斷故障電源,沒有應(yīng)用到接地保護(hù),電網(wǎng)側(cè)開關(guān)在跳閘后升壓站的大電流系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾‰娏飨到y(tǒng),因?yàn)楣收暇€路電壓的下降,為了平衡電壓,非故障地區(qū)的電壓就會相應(yīng)的升高,電壓過大導(dǎo)致線路不能承受,使非故障區(qū)域隨后也發(fā)生故障,對整個(gè)電網(wǎng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)成威脅。

        三、電網(wǎng)系統(tǒng)選擇主變中性點(diǎn)接地方式應(yīng)注意的問題

        (一)在實(shí)際操作中,為了保證35KV電網(wǎng)的零序阻抗在使用中性點(diǎn)接地方式時(shí)不發(fā)生變化,在選擇接地方式時(shí)要保證電網(wǎng)系統(tǒng)中任何一個(gè)地方發(fā)生短路時(shí)綜合的零序阻抗 和正序阻抗 的比例關(guān)系滿足 ,因?yàn)殡娋W(wǎng)系統(tǒng)中避雷器的滅弧電壓也就是避雷器的額定電壓設(shè)計(jì)是按照供電設(shè)備所能承受的最大過路電流而設(shè)定的,對于110KV的電網(wǎng)而言,這些數(shù)據(jù)直接反應(yīng)在電網(wǎng)的接地系數(shù)上,且接地系統(tǒng)與比例 存在很大的聯(lián)系,因此,對于主變中性點(diǎn)接地方式的選擇要科學(xué)合理的設(shè)定,

        使變壓器發(fā)生單項(xiàng)接地故障時(shí)在成的非故障線路的電壓不超過電網(wǎng)設(shè)備所能承受的最大電壓。

        (二)電力系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初多采用三相短路電流作為設(shè)備挑選與校驗(yàn)的主要參考,因此對于接地點(diǎn)的數(shù)量要進(jìn)行控制,并非接地點(diǎn)越多越好,在數(shù)量的選擇上應(yīng)該綜合零序阻抗 與正序阻抗 ,使兩者的比例控制在 ,在符合區(qū)間的范圍內(nèi)將數(shù)量盡量增加,才能做到接地保護(hù)功能的最大化發(fā)揮,使單相接地電流不超過三相短路電流,保證電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

        結(jié)語:

        綜上所述,在電網(wǎng)系統(tǒng)中,選擇合適的主變中性點(diǎn)接地方式,首先就要做到既不盲目增加接地點(diǎn)數(shù)量,導(dǎo)致零序網(wǎng)絡(luò)過于復(fù)雜、零序保護(hù)各段之間配合不緊密,又要防止接地?cái)?shù)量過少使得電網(wǎng)接地不可靠,只有在科學(xué)合理的規(guī)劃以及符合零序阻抗與正序阻抗比例標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)進(jìn)行中性點(diǎn)接地設(shè)計(jì),才能使零序保護(hù)充分發(fā)揮功能,快速切斷故障電路,提高供電可靠性,減小電路故障對供電設(shè)備的危害。

        參考文獻(xiàn)

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