王 忠

(國網(wǎng)湖南省電力有限公司龍山縣供電分公司 湖南 龍山 416800)

中性點(diǎn)接地方式對(duì)供電可靠性的影響分析

王 忠

(國網(wǎng)湖南省電力有限公司龍山縣供電分公司 湖南 龍山 416800)

中性點(diǎn)接地方式是指三相電力系統(tǒng)中性點(diǎn)與大地之間的連接方式。中性點(diǎn)接地方式研究的關(guān)鍵在于采取何種手段減少非故障相的過電壓?jiǎn)栴}，這直接影響著供電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行、設(shè)備選型、綜保調(diào)整、經(jīng)濟(jì)投資等。本文主要從消弧線圈接地方式、小電阻接地方式這兩個(gè)接地方式入手，分析了中性點(diǎn)接地方式對(duì)供電可靠性造成的不利影響和有利影響，并在文章最后提出了如何提高供電可靠性的措施。

中性點(diǎn)接地;消弧線圈接地;小電阻接地;供電可靠性

一、引言

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的選擇是一個(gè)綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，是降低系統(tǒng)事故的一項(xiàng)重要應(yīng)用技術(shù)，具有理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)緊密結(jié)合的特點(diǎn)。供電可靠性主要評(píng)估充裕度，據(jù)相關(guān)不完全數(shù)據(jù)顯示，80%以上的用戶停電源于供電系統(tǒng)故障，而影響供電可靠性的原因包括供電能力、自然環(huán)境、外力破壞等，選擇合適的中性點(diǎn)接地方式可有效提高電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性，因此，進(jìn)一步研究中性點(diǎn)接地方式對(duì)提高供電系統(tǒng)的運(yùn)行水平意義重大。

二、中性點(diǎn)接地系統(tǒng)分析

(一)中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)接地方式的電網(wǎng)中，在單相故障接地時(shí)卻極易造成間歇性的過電壓，甚至造成相絕緣損壞，進(jìn)而產(chǎn)生相間故障短路。此時(shí)，可通過電阻構(gòu)成回路，以消耗間歇性的弧光過電壓產(chǎn)生的能量，降低中性點(diǎn)的電位，減少系統(tǒng)中過電壓現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時(shí)也便于檢測(cè)零序電流，利于系統(tǒng)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)。

(二)中性點(diǎn)經(jīng)諧振接地系統(tǒng)。在三相對(duì)稱電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)處接入一個(gè)消弧線圈，用以動(dòng)態(tài)抵消單相故障接地所產(chǎn)生的電容電流，稱為諧振接地方式。

消弧線圈容量的確定:消弧線圈容量的選擇應(yīng)以當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的電容電流為主要依據(jù)，并同時(shí)考慮5－10年電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，消弧線圈的容量按下式計(jì)算:Q=kICUφ=1.35ICUφ

公式中:Q表示消弧線圈容量;k表示荷增長(zhǎng)系數(shù)，取值范圍為1.3－1.5;IC表示系統(tǒng)對(duì)地電容電流;Uφ表示系統(tǒng)額定相電壓 (單位:kV)

三、中性點(diǎn)接地方式對(duì)供電可靠性的影響

(一)消弧線圈接地方式。消弧線圈接地方式對(duì)供電可靠性的有利影響為:消弧線圈接地方式下，供電系統(tǒng)單相接地故障線路一般會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，給瞬時(shí)性單相接地故障提供足夠的熄弧時(shí)間，不會(huì)對(duì)公共系統(tǒng)的任何負(fù)荷用電狀態(tài)造成影響，提高了配電系統(tǒng)的供電可靠性。

消弧線圈接地方式對(duì)供電可靠性的不利影響為:對(duì)于永久性單相接地故障來說，不能將故障線路及時(shí)切除掉，使得供電系統(tǒng)會(huì)在耐受故障的惡劣條件下繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，提高了故障擴(kuò)大化的幾率，進(jìn)而增加了供電系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

消弧線圈接地方式下的可靠性影響因子包括:繼電保護(hù)裝置的整定策略;選線靈敏度;過電壓水平;過電流水平;熄弧能力和選線方式等。消弧線圈接地方式的跳閘情況如圖1所示。

圖1 消弧線圈接地方式的跳閘樹

(二)小電阻接地方式。小電阻接線方式下，單相接地故障、瞬時(shí)性單相接地故障、永久性單相接地故障等均會(huì)引起故障線路跳閘。

小電阻接線方式下對(duì)供電可靠性的有利影響:接地小電阻正常工作時(shí)，接地電流通常較大，保護(hù)可以靈敏地選擇出故障線路，使其立即跳閘，從線路發(fā)生單相接地故障到故障線路被切除，這一過程所用的時(shí)間較短，從這一點(diǎn)來說，小電阻接地方式在正常工作時(shí)是不會(huì)發(fā)生電弧火災(zāi)事故的。

小電阻接線方式下對(duì)供電可靠性的不利影響:小電阻接地方式在增加選線靈敏度的同時(shí)，也增加了繼電保護(hù)拒動(dòng)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，雖然繼電保護(hù)拒動(dòng)發(fā)生的可能性較小，但在小電阻接線方式下，一旦出現(xiàn)這種情況，電纜溝的電纜會(huì)引起電弧火災(zāi)事故，大面積電纜燒毀，進(jìn)而出現(xiàn)跳閘。

小電阻接線方式下的可靠性影響因子包括:繼電保護(hù)裝置的整定策略;選線靈敏度;過電壓水平;過電流水平;絕緣水平;成功發(fā)出跳閘信號(hào)的能力等。

單相接地故障下，供電線路的跳閘概率計(jì)算公式為:P=λiηiξ

公式中:λi表示供電線路i發(fā)生故障的概率;ηi表示供電線路i的故障為單相接地故障的概率;ξ表示成功發(fā)出跳閘信號(hào)的概率。

四、在中性點(diǎn)接地方式下提高供電可靠性的措施

(一)加大電網(wǎng)改造力度。電網(wǎng)改造項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、規(guī)劃和建設(shè)過程中，涉及到經(jīng)濟(jì)性、可靠性時(shí)，需優(yōu)先考慮供電可靠性，加強(qiáng)配網(wǎng)線路的絕緣化改造，增強(qiáng)線路絕緣性能，推動(dòng)配網(wǎng)互聯(lián)工程的進(jìn)一步實(shí)施，使其滿足N－1原則。

(二)加強(qiáng)高新科技的應(yīng)用。①推廣狀態(tài)檢修。狀態(tài)檢修的基本原則是盡可能確保電氣設(shè)備長(zhǎng)期處于良好的運(yùn)行狀態(tài)中，其根據(jù)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況、試驗(yàn)結(jié)果和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，來判斷設(shè)備是否有必要進(jìn)行檢修;②開展帶電作業(yè)的實(shí)踐。帶電作業(yè)包括帶電檢查、帶電維修和帶電測(cè)試;③建設(shè)配網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)具有縮短故障尋找時(shí)間、壓縮受故障影響范圍等作用，同時(shí)，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)還能為狀態(tài)檢修提供決策依據(jù)，增強(qiáng)了配電網(wǎng)的靈活性，提高了電網(wǎng)內(nèi)各項(xiàng)資源的利用率。

(三)加強(qiáng)電力設(shè)施保護(hù)。建立政企聯(lián)動(dòng)、群企共動(dòng)、警企互動(dòng)的電力保護(hù)制度。組織工作領(lǐng)導(dǎo)小組，加強(qiáng)對(duì)電力設(shè)施保護(hù)工作的組織和領(lǐng)導(dǎo)。采取發(fā)放宣傳資料、流動(dòng)宣傳車等形式，落實(shí)電力設(shè)施保護(hù)的宣傳工作，并向群眾闡明保護(hù)電力設(shè)施的重要性以及破壞電力設(shè)施需要承擔(dān)的法律責(zé)任等;對(duì)線樹矛盾、桿塔周邊取土、線下堆土、公安視頻監(jiān)控等開展自查整改和建立臺(tái)賬，并將相關(guān)責(zé)任具體到人。

五、結(jié)語

在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，影響中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的因素往往是相互制約，甚至相互矛盾的，這就決定了中性點(diǎn)接地方式選擇復(fù)雜性，因此，在選擇過程中應(yīng)充分考慮電氣架構(gòu)、設(shè)備和經(jīng)濟(jì)性等各種因素，確定適宜的中性點(diǎn)接地方式。另外，本文研究了我國配電網(wǎng)最常用的消弧線圈接地和小電阻接地方式對(duì)供電可靠性造成的影響，要求在實(shí)際工作中應(yīng)考慮到負(fù)荷的隨機(jī)性和不確定性，使得相關(guān)可靠性指標(biāo)能夠準(zhǔn)確反映出中性點(diǎn)接地方式對(duì)供電可靠性的影響。

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王忠 (1968.10－)，男，大專，助理工程師，主要從事:供電及電力網(wǎng)工作。