陳凱紅

摘 要：本文介紹了接地方式現(xiàn)狀及存在的問題，智能多模接地系統(tǒng)，消弧線圈升級(jí)改造為智能多模接地方式的配置以及10kV零序電流保護(hù)的配置。

關(guān)鍵詞：接地方式；智能多模接地系統(tǒng)；改造思路

中圖分類號(hào)：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、接地方式現(xiàn)狀及存在的問題

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式分析研究是一項(xiàng)重要技術(shù)，它對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行和電磁環(huán)境都有很大影響。確定中性點(diǎn)接地方式，應(yīng)從對(duì)供電可靠性、內(nèi)部過電壓、繼電保護(hù)、通信干擾以及確保人身安全等諸方面綜合考慮。目前，電力系統(tǒng)的接地方式主要有四種：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。其中，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈或高阻接地系統(tǒng)稱為小電流接地系統(tǒng)。

消弧線圈接地方式能自動(dòng)消除瞬時(shí)性單相接地故障，具有減少跳閘次數(shù)、降低接地故障電流的優(yōu)點(diǎn)，在變電站普遍運(yùn)用，但隨著電網(wǎng)運(yùn)用要求的不斷接高，現(xiàn)有的接地方式也出現(xiàn)不同程度問題，主要表現(xiàn)在：

1.經(jīng)消弧線圈補(bǔ)償單相接地故障電流后，接地選線裝置選線準(zhǔn)確率不高。

2.單相接地故障點(diǎn)附近如有人員接觸或經(jīng)過，易發(fā)生人員傷害的風(fēng)險(xiǎn)。

3.不適應(yīng)配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的需要。發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于消弧線圈的補(bǔ)償，接地零序電流很小，零序功率方向不確定，使得自動(dòng)化的智能終端難以準(zhǔn)確選線及定位，無法實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)隔離故障的功能，配網(wǎng)自動(dòng)化的效用大打折扣。

二、智能多模接地系統(tǒng)

上述現(xiàn)象在智能電網(wǎng)的背景下變得越來越難以接受，迫切需要進(jìn)行改造升級(jí)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，一種基于現(xiàn)有消弧線圈基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造的方案：消弧線圈并聯(lián)小電阻智能多模接地系統(tǒng)。有效的解決以上的問題。它是利用電阻器投入后產(chǎn)生的強(qiáng)大特征信號(hào)，可以用保護(hù)裝置直接跳開接地線路，輕易捕捉和甄別接地故障線路。

該方式兼具傳統(tǒng)小電阻接地和消弧線圈接地的優(yōu)點(diǎn)并避免其缺點(diǎn)，相比單純小電阻接地，降低了單相接地引起的跳閘率，相比單純的消弧線圈接地，優(yōu)勢(shì)是能夠較好的選對(duì)接地線路并實(shí)現(xiàn)跳閘。

1.基本原理

消弧線圈升級(jí)改造為智能多模接地系統(tǒng)的具體做法是：正常運(yùn)行時(shí)，將消弧線圈投入到系統(tǒng)中，小電阻不運(yùn)行，投切裝置處于斷開狀態(tài)，發(fā)生單相接地故障后，不會(huì)立刻閉合投切裝置。在原有消弧線圈上立即補(bǔ)償，如果是瞬時(shí)故障，瞬時(shí)性接地故障由電感電流補(bǔ)償后電弧熄滅。則系統(tǒng)自行恢復(fù)，從而避免了小電阻接地方式中一有故障立刻跳閘，使得線路跳閘率高的情況；如果是永久性接地故障，則消弧線圈正常補(bǔ)償外，電阻器自動(dòng)延時(shí)瞬時(shí)投入，產(chǎn)生明顯的電流特征信號(hào)，使饋線保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)裝置和配網(wǎng)自動(dòng)化智能終端準(zhǔn)確選出線路，發(fā)信告知調(diào)度和運(yùn)行人員，并可選擇自動(dòng)跳閘隔離。投入小電阻后，可控電抗器自動(dòng)退出補(bǔ)償，當(dāng)故障隔離后，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，控制裝置自動(dòng)斷開接觸器退出小電阻。準(zhǔn)確地投入實(shí)現(xiàn)了故障線路的快速準(zhǔn)確隔離，避免了故障擴(kuò)大。

三、消弧線圈升級(jí)改造為智能多模接地方式配置

（1）改造思路

原有消弧線圈接地系統(tǒng)改造為多模接地方式，主要需要增加可控電阻部分和對(duì)變電站饋線保護(hù)增設(shè)零序保護(hù)功能；原有消弧線圈如功能完好，則無需更換。

以圖1智光多模接地裝置原理圖為例，增加可控電阻部分，主要是增加小電阻器、用來投切電阻器的高壓接觸器（或高壓斷路器）、監(jiān)測(cè)零序電壓電流的中性點(diǎn)PT/CT以及對(duì)成套裝置實(shí)現(xiàn)整體控制策略的系統(tǒng)控制器等。電阻器阻值可選，一般結(jié)合常用阻值及現(xiàn)場(chǎng)容流大小做出選擇（如對(duì)于10kV系統(tǒng)，常用的阻值為10Ω、12Ω及16Ω三種）。增加的可控小電阻設(shè)備，可與各種原理和容量的消弧線圈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)配合使用。

增加可控電阻后，當(dāng)永久性接地故障發(fā)生時(shí)，通過投入電阻產(chǎn)生較大的電流信號(hào)，一般情況下應(yīng)用饋線保護(hù)裝置的零序保護(hù)來進(jìn)行選跳或發(fā)出告警信號(hào)。所以一般需要投入饋線保護(hù)裝置的零序保護(hù)功能，并進(jìn)行合理的零序電流保護(hù)定值整定。

（2）中性點(diǎn)接地裝置改造要求

①在運(yùn)行的消弧線圈接地成套裝置，可選用消弧線圈加小電阻接地裝置。

②新增中性點(diǎn)接地裝置技技術(shù)要求

零序保護(hù)：選用消弧線圈加小電阻接地方式時(shí)，其配電線路應(yīng)配置零序保護(hù)，發(fā)生接地故障時(shí)先由消弧線圈進(jìn)行補(bǔ)償，經(jīng)延時(shí)（5s～10s）后再投入小電阻。通過線路零序保護(hù)跳相應(yīng)線路。

零序CT：所有10kV、20kV開關(guān)間隔均應(yīng)配置獨(dú)立的CT，新建和擴(kuò)建工程選用閉環(huán)式零序CT改造工程應(yīng)優(yōu)先選用閉環(huán)式零序CT。

四、10kV零序電流保護(hù)的配置

對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈并聯(lián)小電阻接地系統(tǒng)而言，零序保護(hù)配置應(yīng)主要參考小電阻接地系統(tǒng)，三段式電流保護(hù)和兩段式零序保護(hù)作為饋線主保護(hù)，所有保護(hù)均作用于饋線斷路器，應(yīng)在中性點(diǎn)接地電阻回路中加入接地變零序保護(hù)作為饋線保護(hù)的后備保護(hù)及母線故障的主保護(hù)，作用于跳開變壓器低壓側(cè)斷路器，為了減少誤跳閘造成的供電可靠性下降，對(duì)于架空輸電線路應(yīng)配置一次自動(dòng)重合閘，使得瞬時(shí)性故障后可盡快恢復(fù)供電，同時(shí)在永久性故障時(shí)加速繼電保護(hù)動(dòng)作于跳閘，對(duì)于純電纜輸電線路，考慮到其故障多是永久性故障，故不必設(shè)置自動(dòng)重合閘。

五、實(shí)際案例

根據(jù)廣東電網(wǎng)公司《關(guān)于明確小電流接地系統(tǒng)中性點(diǎn)接地裝置選型和改要求的通知》（廣電生（2016）58號(hào)），中山供電局對(duì)需要改造的110kV/220kV變電站進(jìn)行改造。

在110kV大豐變電站、220kV勝龍變電站中性點(diǎn)接地系統(tǒng)進(jìn)行改造：

1.在原消弧線圈本體設(shè)備旁加裝智能電阻等一次設(shè)備。

2.更換原消弧系統(tǒng)控系統(tǒng)制器，升級(jí)為多模接地系統(tǒng)控制器。

3.完成智能電阻設(shè)備的一次及二次電纜連接。

4.完善并應(yīng)用饋線保護(hù)裝置零序保護(hù)功能。

改造項(xiàng)目完成后，帶來如下經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益：

1.快速準(zhǔn)確隔離故障線路，大大降低了單相接地故障發(fā)展為相間短路導(dǎo)致的事故損失。

2.大大減少了進(jìn)行故障排除的人員工作量。

3.有效提高供電的安全性和可靠性。

4.有效配合實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，為實(shí)現(xiàn)故障自愈提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

綜上所述，將消弧線圈接地升級(jí)改造為智能多模接地模式，符合智能電網(wǎng)建設(shè)的需要，適用于電容電流較大，架空線路和電纜線路混合的城市配網(wǎng)，也適用于電容電流不太大，以架空線路為主的農(nóng)村配電網(wǎng)，具有廣泛的適用性，是一種值得大力推廣的技術(shù)方案。

參考文獻(xiàn)

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