10kⅤ小电阻接地系统在变电站的应用论文_黄文胜

(广东电网有限责任公司江门供电局 广东江门 529000)

摘要:随着市场经济的快速发展,现代化信息技术的不断进步,这在一定程度上推动我国电力建设行业的发展,并呈现出逐步增长的趋势。尤其是最近几年来,由于居民消费水平的普遍提高,人们开始对电力建设单位提出更高要求。这对于我国电力行业来说,既是机遇,也同样是挑战,只有紧紧抓住机遇,迎接挑战,才能在激烈的市场竞争中取得优势。特别是10KV小电阻接地系统的广泛运用,它的出现不仅提高了电网的运行效率,而且还提高了单位的经济效益。以下主要是对10KV小电阻接地系统在变电站的应用展开的研究与探讨,并对其进行了合理化的分析和阐述。

关键词:10KV;小电阻;接地系统;变电站;应用

伴随国民经济与科学技术的迅猛发展,我国电力建设行业迎来发展的高峰期。与此同时,城市与农村配电网的改造工作也在有条不紊的开展着,而且在扩大电网容量、智能控制、电网结构的优化等都能取得较为显著的发展成效。然而,在配电网的实际运行过程中,因为受到多种因素的影响。实践证明,小电阻接地系统更能在变电站中提高电网的稳定性与安全性。

1对短路故障与保护展开的论述

短路是配电网运行过程中的突发事件,一般发生在相和相之间,且部分中性点在电力系统中,就会出现短路现象,而且还是出现相和地之间。但不管是哪一种方式,只要一出现故障,故障区的电流就会达到上十万安,其已远超出电力系统的额定电流,不仅如此,还会损害电气设备,减少其使用寿命。一旦情况严重时,还有可能会危及设备操作人员的生命安全。由此可见,10KV配电网中的电气设备在整个电力建筑行业中占据着至关重要的地位。其具备的稳定性与抗击穿力都能让设备处于运行状态中。

而影响配电网短路障碍的因素比较多,其中,表现最为显著的就是电气设备的绝缘性还无法达到要求。比如,在设备安装之前,就可对其绝缘性进行试验,避免设备在以后的使用过程中出现绝缘老化现象。而这对于10KV配电网小电阻接地系统而言,只要一出现短路,不光会加快设备的老化,而且还会增加维修费用,甚至还有可能会影响通讯。所以,必须要对10KV配电网小电阻接地系统加强管理,使其可以成为配电网系统的核心。

210KV配电网小电阻接地系统的单向短路特性展开研究

2.1 小电阻接地系统单相短路稳态特性

众所周知,10KV配电网中性点接地方式有三种形式,分别为中性点不接地、消弧线圈接地以及小电阻接地等。当然,上述三种接地形式各有优势,并被广泛运用到变电站中。可当小电阻接地系统出现故障后,三相系统的总电压并不会发生明显变化。也就是说,10KV配电网中的运行设备并不会受到干扰。此外,系统中的非障碍电压也会随之升高,而且是在电阻不变的情况下,其对应的电流就会得到升高。也就是说,当短路电流增加时,故障发生区就会在两端出现电压,而且还是在故障区域内给行人带来危害。

其中,短路的特性主要有:第一,故障源的零序电流,其总量是等于中性点支路电流的;第二,针对部分相元件而言,就可将类似零序电流当作对地电容电流,只不过其方向是相反的;第三,零序网络主要是由同级电压网中的元件构成的,虽然,与其对应的网络通路还存在差别,但受到阻碍的可能性却比较小。

2.2小电阻接地系统单相短路暂态特性分析

在理论研究中,为了便于进行理解和计算,会将整个短路过程看做为一个稳定状态;但是在实际情况下,短路故障需要经过一个过渡过程,然后才进人稳定状态,我们将这个过渡过程称之为暂态。在这一阶段,由于电力系统单相接地,因此在故障区域的对地电压会有所下降,而相应的非故障对地电压则会有所提升,暂态过程中的电容电流即为两者之和。短路的暂态特性有:(1)受故障区域电压下降的影响,相应的故障相电流也会同步衰减。由于该电流的流向是从母线到故障点,当电流变弱时,故障点的过渡电阻、振荡频率等线路参数也会出现不同程度的波动变化;(2)受非故障相电压提升的影响,非故障相的电容电流呈现出瞬时增加状态,由于故障点处短路,电流不能形成闭合回路,因此在故障点两侧堆积,电感较大,但是振荡频率较低。

310kⅤ小电阻接地系统在变电站的应用

3.1检测并获取零序电流

零序电压和零序电流是设计小电阻接地系统保护方案中的两个重要参数,对于零序电压的检测和获取比较容易,通常情况下可以利用电压互感器,在线路低压侧测量开日三角回路即可。但是对于零序电流,则有两种不同的检测和获取方式:一种是类似与零序电压的获取方式,利用零序电流互感器直接获得;另一种则是需要借助于三相线路过电流滤器,对获取数据进行简单的计算后在得出具体的零序电流。其中,零序电流保护系统主要分为三部分,分别是零序电流过滤器、电流继电器和零序方向继电器。当发生单相短路故障后,可以借助于零序电流过滤器检测此时线路中零序电流的具体数值,随后利用电流过滤器降低电流值,使其维持在电力系统正常运行状态下的电流数值。电流过滤器一般采用三相星型的连接方式。具体如图(1)所示。

图(1)

3.2零序电流的保护配置和整定方法

当小电阻接地系统发生单相短路故障后,系统内的零序电流甚至要高于额定电流,为避免零序电流对正常电气设备造成损害,还需要对零序电流进行必要的整地和保护。具体步骤如下:第一,零序电流的保护配置。中性点电阻零序电流保护可作为10KV母线以和中性点小电阻的主保护,同时作为相邻出线的后备保护。架空线路系统还应该配置自动重合闸装置,使得瞬时性故障重合闸成功来保证供电可靠性。而电缆线路,鉴于其自身的非自恢复的绝缘特性特点和永久性故障占较高比例的特点,可以不必装设自动重合闸装置。第二,过流继电器的动作时限考虑与10KV各条出线的零序过流保护相配合,发生故障后,此保护以较短的第一时限跳开10KV分段断路器,同时闭锁备自投装置;根据实际需求来设置第二时限跳开主变低压侧断路器;设置第三时限跳开主变高、低压侧全部断路器。接地变的保护接线较为简单并能有效准确的隔离故障。

4、结 语

综上所述,当10KV配电网小电阻接地系统出现各短路现象后,整个故障区就会形成上千伏电压,严重的话,甚至还有可能危及到人们的生命财产安全。尤其是那些短路线路突然增大电流时,不光会影响电气设备的正常运行,而且还会加快设备的老化。所以,必须要对影响小电阻接地系统的因素展开分析,并将其作为研究重点,使其可以被合理运用到变电站中,进而为电力用户提供更加可靠、安全的电能,最终实现我国电力建设行业的可持续发展。

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论文作者:黄文胜

论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期

论文发表时间:2018/1/6

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