劉志杰

摘要：隨著城市10kV配電網(wǎng)系統(tǒng)電纜的使用增加，使得電容電流飛速增長(zhǎng)，最終導(dǎo)致10kV配電網(wǎng)原有的中性點(diǎn)接地方式越來(lái)越不能滿(mǎn)足要求，本文針對(duì)某110kV變電站10kV配電網(wǎng)接地系統(tǒng)改造案例，論述接地改造方案，并對(duì)接地方式改造后的影響進(jìn)行分析，為今后10kV配網(wǎng)小電阻接地系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng);小電阻接地系統(tǒng);設(shè)計(jì)策略

引言

受弧光接地過(guò)電壓、單相接地電流超限以及設(shè)備絕緣水平等因素的影響，近年來(lái)中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)成為我國(guó)大中型城市配電網(wǎng)的主要發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)階段城區(qū)配電網(wǎng)主要以10kV電壓等級(jí)為主;然而伴隨著持續(xù)增長(zhǎng)的電力負(fù)荷水平，城區(qū)負(fù)荷密度已經(jīng)達(dá)到歷史高點(diǎn)，大量的公共土地資源被現(xiàn)有的變電站及饋線(xiàn)所占用，城區(qū)配電網(wǎng)的發(fā)展受到了一定的限制。為增大供電容量、擴(kuò)大供電半徑以及減小線(xiàn)路損耗，部分大中型城市率先采用10kV配電網(wǎng)小電阻接地系統(tǒng)。

1小電阻接地系統(tǒng)故障分析

目前，小電阻接地系統(tǒng)中針對(duì)高阻接地故障的研究主要集中在保護(hù)原理方面。在現(xiàn)有的零序電流保護(hù)原理的基礎(chǔ)上引入零序電壓信息對(duì)測(cè)量的零序電流進(jìn)行修正，使得修正后的零序電流測(cè)量值與故障首端發(fā)生金屬性接地故障的情況相關(guān)，從而提高小電阻接地系統(tǒng)高阻接地故障的保護(hù)靈敏性，但此方法需要額外測(cè)得零序電壓信息;改進(jìn)的反時(shí)限零序過(guò)電流保護(hù)降低保護(hù)的啟動(dòng)門(mén)檻值，進(jìn)而提高對(duì)高阻接地故障的保護(hù)能力，但需經(jīng)過(guò)一定的動(dòng)作時(shí)限才能切除故障。利用故障時(shí)各出線(xiàn)零序電流及中性點(diǎn)零序電流的關(guān)系選出故障線(xiàn)路，但需要額外測(cè)得中性點(diǎn)零序電流。提出了一種綜合功率算法以解決互感器極性校驗(yàn)困難的問(wèn)題，但此方法易受線(xiàn)路不平衡量影響。以上方法皆能有效提高小電阻接地系統(tǒng)高阻接地故障時(shí)保護(hù)的靈敏度，但是目前針對(duì)小電阻接地系統(tǒng)故障區(qū)段定位方法的研究較少。

2 10kV小電阻接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略

2.1消弧線(xiàn)圈接地方式

消弧線(xiàn)圈分為固定式消弧線(xiàn)圈和自動(dòng)跟蹤型消弧線(xiàn)圈兩類(lèi)，后者又可分為預(yù)調(diào)式消弧線(xiàn)圈（包括調(diào)匝式和調(diào)容式）和隨調(diào)式消弧線(xiàn)圈（包括調(diào)相式和偏磁式）兩類(lèi)。為抑制系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)消弧線(xiàn)圈帶來(lái)的串聯(lián)諧振問(wèn)題，自動(dòng)跟蹤型消弧線(xiàn)圈裝置只在單相接地故障時(shí)接近諧振點(diǎn)運(yùn)行。正常情況下，預(yù)調(diào)式消弧線(xiàn)圈通過(guò)附加阻尼電阻來(lái)避免諧振，在單相接地時(shí)迅速切除該阻尼電阻;隨調(diào)式消弧線(xiàn)圈遠(yuǎn)離全補(bǔ)償，在單相接地時(shí)迅速調(diào)制到諧振點(diǎn)。控制器是自動(dòng)跟蹤類(lèi)消弧線(xiàn)圈的靈魂，如果控制器故障或死機(jī)，則自動(dòng)跟蹤型消弧線(xiàn)圈將失效?，F(xiàn)場(chǎng)勘查是確定消弧線(xiàn)圈系統(tǒng)情況的主要工作方式。需要弄清楚各段母線(xiàn)是否配置了消弧線(xiàn)圈;已經(jīng)配置的消弧線(xiàn)圈的容量和類(lèi)型以及是否投運(yùn);查看母排、控制器和阻尼電阻等是否有損壞跡象;檢查消弧線(xiàn)圈控制器是否已經(jīng)故障或死機(jī);調(diào)閱消弧線(xiàn)圈控制器的歷史記錄，觀察是否存在異常，例如：歷史數(shù)據(jù)是否存在缺失，檢測(cè)到的容性電流是否與所掌握的電容電流情況相符，單相接地時(shí)是否正常啟動(dòng)，殘流是否補(bǔ)償?shù)轿?，有無(wú)其他異常記錄等。對(duì)于應(yīng)配卻未配消弧線(xiàn)圈以及消弧線(xiàn)圈容量不足的情形，還需現(xiàn)場(chǎng)勘查是否具備加裝消弧線(xiàn)圈或擴(kuò)容的空間，對(duì)于移動(dòng)式車(chē)載變壓器的情況要特別留意。

2.2零序電流互感器

電流互感器是單相接地故障的重要感知元件，如果存在缺陷，將導(dǎo)致故障信息從源頭上失真，因此電流互感器對(duì)單相接地故障處理非常重要，也是確定電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的重要勘查內(nèi)容。掌握零序電流互感器情況主要采用現(xiàn)場(chǎng)勘查方式，檢查電流互感器是否存在下列常見(jiàn)的缺陷：

1）電流互感器配置不夠或與單相接地故障處理裝置不匹配。例如：有的出線(xiàn)未配置零序電流互感器;有的間隔饋出多路電纜而只在其中1個(gè)電纜上配置了零序電流互感器;有的電流互感器二次側(cè)額定電流與單相接地故障處理裝置的電流互感器參數(shù)不匹配等。

2）零序電流互感器極性接反，或用于合成零序電流的3個(gè)相電流互感器極性不正確等。

3）帶載能力不足。當(dāng)二次電纜過(guò)長(zhǎng)、截面積偏小或電流互感器選型不當(dāng)時(shí)，有可能出現(xiàn)電流互感器實(shí)際二次負(fù)載超過(guò)設(shè)計(jì)的額定負(fù)載，導(dǎo)致電流互感器傳遞的二次電流比差、角差過(guò)大。

4）飽和風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)消弧線(xiàn)圈失效或擋位級(jí)差較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致較大的殘流。零序電流互感器可能因承擔(dān)過(guò)大的一次電流而飽和，造成選線(xiàn)錯(cuò)誤。

2.3離子接地極

離子接地極降阻、泄流、防腐效果較好、接地電阻較穩(wěn)定、使用壽命較長(zhǎng)，復(fù)合填料具有非常好的吸水、滲透性，能使周邊土壤保持一定的濕度，配合離子接地極使用，能釋放導(dǎo)電離子，增大土壤的導(dǎo)電離子濃度，使土壤達(dá)到良好的導(dǎo)電狀態(tài)，并且可以逐漸使周邊越來(lái)越大范圍的區(qū)域的土壤電阻率降低。離子接地極主要具有如下優(yōu)點(diǎn)：1）接地電阻幾乎不隨季節(jié)變化而改變，幾乎無(wú)需日常維護(hù)。2）使用壽命較長(zhǎng)。3）與深井接地相比具有占地面積小、容易施工等特點(diǎn)。

3結(jié)論

本文針對(duì)小電阻接地系統(tǒng)的高阻接地故障，提出了基于相電流工頻變化量比的故障區(qū)段定位方法。通過(guò)大量的設(shè)計(jì)案例，得出結(jié)論如下：

1）該方法利用相電流工頻變化量比突出故障線(xiàn)路上故障相與健全相的相電流工頻變化量差異，減弱了過(guò)渡電阻對(duì)故障特征的影響，原理清晰，判據(jù)簡(jiǎn)潔。

2）該方法只需要交換各終端的相電流工頻變化量比值信息，無(wú)需電壓信息，且對(duì)采樣頻率要求不高，對(duì)通信水平要求也較低，易于工程實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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