摘要:在基础电力系统当中,10kV配电网是其中最重要环节之一。电力系统的运行安全、稳定系数与配电网接地方式以及安全系数息息相关。在选择接地方式时,供电的可靠性、设备质量以及运行水平都是重要的考虑因素。在电力工程当中,10kV配电网接地系统中需考虑供电的可靠性、安全系数以及过电压等多方面因素,以此来选择合适的配电网接地方式,同时新型接地装置的开发与应用都是配电接地系统的重点工作,是10kV配电网接地技术在电力工程中应用的研究重点。
关键词:接地技术;10kV电力工程;应用
作为电力系统当中最为重要的环节之一,配电网主要是由配电设备和配电线路组成,其接线方式尤为重要,配电网主要负责在电力系统中获取电能,而后将电能进行分配、传输以及保护,保证电能可安全、可靠且快速地传送到各个用电设备当中,配电网对于电网日常运行的安全以及效率都有着巨大的影响力。然而,在时代飞速发展的现代,社会用电需求量急剧增加,配电系统为了满足社会需求一再扩大,而系统的扩大则容易出现一系列问题。例如,单相接地的故障频发、线路断路器频繁跳闸导致停电事故多发等现象。
一、接地方式
据资料显示,在目前的10kV电网运行过程当中配电网发生的事故就占了电网总事故的九成。事故当中尤为重要的是单相接地故障问题,一旦发生单相接地故障,接地电容电流故障点会形成电弧且无法自行熄灭,并且间歇电弧导致的过电压会使得事故更为严重,使得电力系统运行的安全性和可靠性大打折扣。配电网接地方式是保障电力系统安全运行的重要技术,选择合适的接地方式能够有效地预防系统事故的发生,接地方式的选择直接影响到了系统的供电能力、员工的人身安全、设备财产安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰和接地装置。
(一)中性点不接地
中性点不接地的方式指的是中性点并未人为连接地面,这样的配电网主要利用电网对地电容来接地。使用中性点不接地系统时若是发生一相接地,只要相间电压上的受电器的供电没有被破坏,设备就依然可以照常运行,但是这并不代表这种电网能够接受长期的一相接地状态,如果一相接地状态出现非故障相电压飙升,绝缘薄弱点有着被击穿的可能性,容易造成两相接地短路,电气设备极其容易受到破坏。若是选用了中性点不接地电网就需要设置专门的监管设备,倘若一相接地故障出现,工作人员便能够及时发现并处理出现故障的部分,这样一来便能够使得中性点不接地电网的安全系数大大提高。
(二)中性点谐振接地
中性点谐振接地的方式指的是在配电网中有一个或者多个中性点利用消弧线圈来连接地面。一旦一相接地电容电流超出标准指数便需要使用中性点通过消弧线圈接地的方式。消弧线圈是由带有气隙的铁芯以及铁芯上套着的绕组组合而成,绕组的电阻较小同时电抗较强,消弧线圈放置于满是变压器油的油箱当中。要调节消弧线圈的电感便需要改变接入绕组的匝数。在正常的运行状态当中,系统中性点的电压三项不对称,所以电压的数值并不高,在消弧线圈当中通过的电流也并不大。
(三)中性点电阻接地
中性点电阻接地的方式指的是配电网中需要拥有最少一个中性点接入电阻,中性点通过电阻连接地面。根据不同的限制接地故障电流的大小电阻接地方式也分为高值、中值以及低值电阻三种。若是中性点电阻接地系统出现了一相接地状况,若健全相电压并未升高或者升高幅度较小,对设备的绝缘等级要求并不高,可以根据相电压来选择耐压水平。然而,因为接地点的电流数值偏大,一旦零序保护动作不够及时或者直接拒动的话,接地点和附近的绝缘都会受到更大的损坏,极其容易出现相间故障。若是出现单相接地故障,不论永久性或非永久性均会出现跳闸的情况,线路跳闸的次数增加,用户的日常用电将会受到巨大的影响,直接使得供电可靠性大打折扣,且用户的生活质量也会受到影响。
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(四)中性点直接接地
在电网的工作状态当中,中性点的电位始终保持在零。使用中性点直接接地的系统,一旦发生一相接地的状况,这一相将会直接通过接地点以及接地的中性点短路,一相接地短路电流的数值大大高于其他接地方式的系统,需要及时启动继电保护功能,快速排除故障的部位。
二、选择接地方式的影响因素
(一)设备的安全性
在选择接地方式时,配电网系统种的各类电气设备都与之息息相关,接地点的故障电流数值高低将直接关系到电气设备是否出现故障,一旦出现故障极其容易出现火灾。中性点不接地系统递减短路利用相关的导体来和地电容连接成通路,该系统的总电流值与非故障线路导体对地电容电流的总和数值相等;谐振接地系统的中性点利用消弧线圈连接地面,该系统的感抗值几乎等于输电线路对地电容的容抗值,即使有差异其数值也很小;中性点电阻接地系统主要利用中性点电阻器来将接地电流控制在标准数值内,确保断路器动作的可靠性,该系统的故障电流大小受到中性点电阻器以及故障点的阻抗值影响。
(二)过电压
在选择接地方式时,需要考虑到10kV配电网的特点,其有着分布广、设备数量多、绝缘水平中等特征,容易出现因为过电压而导致绝缘损坏的情况。为此,这一点需要给予重点的考虑。选用中性点不接地系统的时候,不论哪一相出现接地故障情况,故障电流数值都较低,几乎等于系统的电容电流数值,并且故障设备和地之间的故障电压也较低,所以该系统的安全系数是有目共睹的。
(三)供电可靠性
在国家对于电网的考核当中,供电的可靠性一直是考核当中的重要指标。然而,目前我国的10kV配电网大多数装备水平偏低,系统备用容量不足并且自动化水平以及管理水平都明显较低。在以往的电力系统运行中能够看出,单相接地故障的出现往往都是瞬间性的,尤其是在架空线路电网当中,如果使用的是小电流接地系统,继电保护以及断路器动作往往容易被忽略,在系统和用户都毫无防备的时出现瞬间性的电弧熄灭,系统依然保持着供电的状态。低电阻的接地方式不论是单相接地故障或瞬间性的,还是永久性或半永久性的,都需要及时发现并切除故障部分。
结语
接地技术的选择在10kV配电网当中的地位极为重要,其影响力巨大且为配电网安全性能的保障技术。所以,在选择接地技术时必须综合考虑10kV配电网系统的各个设备以及线路的性能和需求,然后对不同的接地方式进行分析和评估,综合不同接地方式的优缺点,再结合10kV配电网的需求来选择合适的接地方式。接地技术对于10kV配电网的影响力是巨大的,配电网是电力系统安全运行的保障,而接地技术是配电网最为重要的核心技术,选择合适的接地技术就是保障了系统的供电能力、员工的人身安全、设备安全、过电压保护能力、继电保护能力、通信抗干扰能力以及接地装置的安全运行,对于电网系统运行的安全和效率都极为重要。
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论文作者:李永艳
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/26
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