电力系统10kV配电网中电阻接地技术的研究论文_陈伟雄

电力系统10kV配电网中电阻接地技术的研究论文_陈伟雄

(佛山顺德供电局容桂供电所)

摘要:10kV 配电网接地是一个涉及电力系统各个方面的综合性问题,它对电力系统的设计与运行有着重大的影响。本文针对 10kV 配电网施工中电阻接地技术进行分析,以供参考。

关键词:10kV 配电网;电阻;接地技术

在 10 kV 配电网规划设计中,要从技术、经济性两方面综合考虑,选择合适的中性点接地方式,从而保障配电网的安全、可靠运行。我国目前采用的接地方式有:经消弧线圈接地、中性点不接地和经小电阻接地三种方式。

一、10kV 配电网接地方式

针对 10kV 配电网而言,主要有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地等三种方式。对中性点接地方式进行选择,主要是和单相接地故障时流经故障点的接地电容电流之间存在一定关系,因为这一电容电流可能会超过之前的电压。这时的接地电容电流会在第一半波熄弧时,在故障点上的电压正好处于峰值,如果接地电容电流过大,这时的空气游离现象会十分严重。

二、10kV配电网施工中电阻接地技术原理和优势

2.1 能够及时调节电压

配电网当中,整个接地电容电流,存在 5 次谐波电流源,其所占的比例可以达到 5~15% 之间,而消弧电线圈在电网的50Hz 环境下,这种情况对 5~15% 的接地点谐波电流会产生一定影响,如果比这一数值低,就难以正常运行。借助小电阻接地方式,能够确保谐波电流值数值不发生改变,促使电力系统输出设备能够有效运转。

2.2 能够及时消除安全隐患

相应配电网当中,接地电流量有所增加,这时的电压会受到一定影响,导致电压不稳。或者出现短路故障后,小电阻系统有可能会自动启动保护程序,促使故障线路被立即切断,导致由单项接地而引发的人身安全隐患被及时消除。

2.3 提高供电可靠性

我国电缆材质主要有铜芯和铝芯等,当电缆线路接地时,会产生较大的接地残留,这时的电弧不会自动熄灭。电缆配电网中的单项接地系统故障难以被消除。而对于中性点通过弧线圈接地系统,属于一种小电流接地系统。如果出现单项接地永久性故障,对接地故障点进行查找会比较困难。在对其进行试拉过程中,如果不能对这一故障进行及时检出,就很难使故障弧自动熄灭,容易导致其扩大为相间短路。对于小电阻而言,可以准确快速的将故障线路切除,促使供电可靠性被有效提升。

三、10kV配电网施工中电阻接地技术

3.1 中性点不接地

中性点不接地系统主要优点是,当单相接地发生故障时,稳态频的电流比较小,如果发生雷电或者绝缘闪络性故障时,便可以自动消除,不会发生跳闸现象,单相接地时,可以带着故障运转 2h 左右,进而为供电提供保障,加上人地电流较小,从而降低了电位升高以及通信系统等影响。但是,这种接地技术在运行过程中也存在一定缺点,出现单项接地故障,电压会升高,对一些较弱的绝缘体而言,很有可能会将其击穿。对此,电气设备绝缘水平高,间歇性电弧接地故障时产生较高的电弧光接地过电压,和高频震荡电流,很有可能导致故障被进一步扩大,导致相间出现短路情况,因为单相接地时如果出现短路情况,不跳闸继续运行,这时的相邻线路非故障相又因为过电压而接地,从而会导致事故进一步发展。

3.2 中性点经消弧线圈接地

由于中性点不接地形式较为危险,因此在电网发展中就自然产生了接地方式。其中,发展较早、技术也较为成熟的一种接地方式就是中性点经消弧线圈接地。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆消弧线圈接地的原理是在用接地变压器引出 10kV 配电网的中性点后,将其连接上消弧线圈,然后在发生接地故障时,可以利用消弧线圈产生的电感电流对单相接地电容电流进行补偿,这样就可以使发生故障的地方的电流尽可能地减小甚至可以接近于零,同时还可以减小故障相电压的恢复速度从而降低电弧重新点燃的可能性,降低故障点电压峰值超过电网承受能力的风险,可以更好地排除故障,保护电网的正常工作。当然,中性点经消弧线圈接地也存在一定的缺陷。缺陷产生的原因主要是由于消弧线圈本身是一种感性元件,因此在连接入电网之后,会与对地电容构成一个谐振电路,如果此时又恰好存在参数不匹配的情况,就会产生谐振过电压,增大电网的压力。此外,如果电网结构本身较为复杂,即使采用了中性点经消弧线圈接地的方式,如果负荷过大、工作时间过长,仍然有电压过高的危险,电弧重燃的几率会提高,也可能造成火灾等危害。

3.3 中性点经电阻接地

3.3.1 中性点经高电阻接地

若电容电流超过了规定范围,可以使用中性点,采用经高电阻接地方式,其中的中性点和高电阻之间接入后,促使接地的电流相位被改变,从而使泄放回路当中的残余电荷得以加速,最终使得接地电弧自动熄灭,最终促使电光间隙接地过电压被有效降低。与此同时,还能够提供相对较高的电流以及零序电压,这样便能够促使接地可靠保护动作,在配电网工程施工过程中,通常使用的是单项接地故障,需要在很短的时间切机 125MW 和以上的发电机中性点,从而防止发电机中定子绕组能够在单项接地发生故障时,产生一种间隙性孤光接地过电压,这时需要尽可能的促使接地故障中电流对定子铁心灼伤程度得以降低。在 10kV 的配电网当中,将高电阻进行接地,采用这种方式,对于单项接地故障而言,电流一般会在 10A 以下,而中性接地电阻值往往可达到数百欧姆,甚至达到上千欧姆。对于中性点接地电阻值而言,可以使其中大部分的楷振过电压被消除,而对于单项间歇弧光接地过电压而言,其会产生一定的限制作用。

3.3.2 中性点经中阻和小电阻接地方式

中电阻和小电阻之间,不存在明确的界限,人们认为,单相接地产生的故障后,主要是借助中性点电阻中电流为 100~1000A 之间时,才被视为小电阻接地方式,使用中性点,电阻中的电流在 50~100A 之间,属于中电阻接地方式。

(1)将电缆线路作为中心,配网特点主要有以下几个方面:① 单位长度电缆线路,电容电流比架空线电容电流多出 10 倍以上,而以电缆为主的配网单项接地电容电流较大。② 对于电缆线路而言,其受到外部环境的影响较小,此外瞬时接地故障也比较小,接地故障通常属于永久性故障。

(2)中电阻接地方式主要特点包括:① 单项接地可能会直接跳闸,中性点通过电阻进行接地,这时的配网会出现单项接地故障,并产生零序保护动作,这种情况下,可以对故障线路进行准确快速的切除。② 对系统中各项楷振过程进行有效消除,其中的中性点电阻,可以被视为在楷振回路系统对地电容两端,形成并联的阻尼电阻,加上电阻产生的阻尼作用,可以将系统中楷振过电压带来的影响消除。其中的电阻值越小,就会产生越好的效果。③ 促使无间歇金属氧化物被有效改善,一些重点组接地系统当中,物件鞋子额金属氧化物避雷器,并不会长期承受较高的工频过电压以及暂态过电压。④ 可以促使操作过电压和工频过电压得以降低,从而使弧光接地过电压被有效限制,对中性点电阻限值做出适当选择,从而对过电压倍数做出相应限制,促使其在一定范围内。

四、结束语

总而言之,10kV 配电网接地故障会对不同领域产生不同的危害与影响,所以,供电企业必须高度重视检查与维修配电线路的工作,并且逐步将定期的检查计划制定出来,将10kV 配电网接地故障的发生率有效地减少和控制。

参考文献:

[1]10kV配网小电阻接地运行研究[J].黄思权.机电信息.2013(21)

[2]配电网中性点接地方式研究[J].苏继锋.电力系统保护与控制.2013(08)

[3]中性点接地方式对配电网可靠性的影响[J].董雷,何林,蒲天骄.电力系统保护与控制.2013(01)

[4]浅析电网中性点接地方式选择[J].方佑军.广东科技.2012(23)

论文作者:陈伟雄

论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期

论文发表时间:2017/11/22

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