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浅谈10kV配电网中电阻接地设计
作者：崔 华
来源：《价值工程》2010年第30期
摘要:本文主要探讨了10kV配电网的电阻接地设计问题,在我国目前10kV配电网主要采取三种方式进行接地,包括:中性点不接地、中性点经消弧线圈接地以及中性点经电阻接地,这三种接地方式各有优缺点,适用范围各不相同。除了介绍主要接地方式外,本文还就接地实践中应该注意的事项进行了分析,提出了有效建议。
Abstract: The paper discusses mainly the design of resistance grounding of 10kV distribution network. Three ways are adopted for the grounding of China's 10kV distribution network
now,including neutral,neutral and arc suppression coil grounding and the resistance grounding through neutral point. These three grounding methods have their advantages and disadvantages and their using scope varies. Besides introducing the main grounding methods,the paper also discusses the noting points in the grounding practice and proposes the effective suggestions. 关键词:10kV配电网;电阻接地设计;中性点
Key words: 10kV distribution network;resistance grounding design;neutral point 中图分类号:TM72 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)30-0251-01
110kV配电网主要接地方式
1.1 中性点不接地系统方式中性点不接地系统的主要优点在于单相接地故障时的稳态工频电流小,在发生雷击绝缘闪络等瞬时性故障时可自行消除不会跳闸,单相接地时可带故障运行二个小时,提高了供电的可靠性,同时由于人地电流小也降低了地电位升高和对通信系统等的干扰影响;其缺点主要是单相接地故障时产生的过电压高,对弱绝缘击穿概率大,因此要求电气设备绝缘水平高,在间歇性电弧接地故障时产生较高的弧光接地过电压及高频振荡电流,有可能使故障扩大引发相间短路,同时由于单相接地时短时不跳闸继续带故障运行,此时若相邻线路的非故障相又因过电压而接地则将发展成两相接地短路使事故扩大。
1.2 中性点经消弧线圈接地对于供电可靠性要求较高而接地电容电流又超过规范允许值的以架空线为主的配网,可考虑采用中性点经消弧线圈的接地方式。电网中性点通过消弧线圈接地的目的在于给故障点注入电感电流以抵消电容电流,把接地故障电流降低到允许范围内,使接地电弧易于自熄以消除弧光间隙接地过电压。
1.3 中性点经电阻接地工程中常用的中性点经电阻接地方式可分为三种:经高电阻接地、经中电阻接地和经小电阻接地。中性点经高电阻接地是指当接地电容电流超过允许值时,可采用
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中性点经高电阻接地方式,中性点接人高电阻后改变了接地电流相位,加速泄放回路中的残余电荷,促使接地电弧自熄,从而降低弧光间隙接地过电压。
在工程实践中,为减低人为加大单相接地短路电流对电气设备、电缆屏蔽层等的影响,在满足零序保护动作灵敏度的前提下降低单相接地短路电流,大多选择中电阻接地方式。
以电缆线路为主的10kV配网具有以下特点:①单位长度的电缆线路的电容电流是架空线路电容电流的十多倍,以电缆为主的10kV配网单相接地电容电流很大。②电缆线路受外界环境条件影响较小,瞬时接地故障很少,接地故障一般都是永久性故障。
中电阻接地方式的特点:①单相接地直接跳闸。中性点经电阻接地的10kV配网发生单相接地故障时,零序保护动作,可准确判断并快速切除故障线路。②可以降低操作过电压及工频过电压,有效限制弧光接地过电压。适当选择中性点电阻值,可以将过电压倍数限制在一定的范围内。③有效消除系统各种谐振过电压。中性点电阻可视为在谐振回路系统对地电容两端并联的阻尼电阻,由于电阻的阻尼作用,因此具有消除系统谐振过电压的作用。电阻值越小,消除谐振的效果越好。④改善了无间歇金属氧化物避雷器的运行工况。在中电阻接地系统中,无间歇金属氧化物避雷器不会长期承受很高的工频过电压和暂态过电压的作用,减低了因为其通流容量不足和加速老化而发生爆炸的可能。⑤有利于降低设备绝缘水平和提高系统安全可靠运行水平,降低工程投资。中性点经中电阻接地系统的电气设备承受的过电压数值较低、时间短,可以适当降低设备的绝缘水平以节约设备投资,具有较为明显的经济效益。 210kV配网接地的主要注意事项
首先,10kV配网中性点电阻接地方式在地处内陆的四川等西南省份应用不多,运行单位对10kV配网中性点电阻接地系统的运行经验不足,设计应与运行、保护整定及安装调试等单位协调配合,以促使其安装调试及保护整定值的正确合理,绝对不可不带保护或断开接地系统零序保护跳闸出口回路运行,以免扩大故障或烧毁接地变压器。
其次,10kV配网中性点采用中电阻接地方式,可有效降低操作过电压及工频过电压水平,限制弧光接地过电压和减少系统各种谐振过电压,因此可不必再加装其它消弧消谐装置,以免带来不可预料的问题。在工程实践中曾经发生过这样的案例:为四川某大型电子企业建设的专用变电站,考虑10kV配网主要采用电缆,单相接地电容电流较大,10kV中性点采用中电阻接地方式,用户侧10kV变电站的设计单位未搞清楚10kV系统的接地方式,在用户侧10kV变电站安装了“自动消弧消谐装置”,在一次因施工不当损坏电缆绝缘,造成单相接地故障的情况下,除故障线路开关跳闸外,还引发另外几条非故障线路的开关跳闸,扩大了事故范围;究其原因,是因为“自动消弧消谐装置”在检测到10kV系统有单相接地故障时,其真空接触器动作,自动将用户端故障相母线转为金属性接地,造成金属性同相多线路单相接地故障,由于10kV为中电阻接地系统,10kV线路发生单相接地故障时直接跳闸,故除了绝缘损坏的故障线路开关跳闸外,还引发正常线路开关跳闸,扩大了事故范围。
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再次,10kV配电网漏电保护器的安全运行要靠一套行之有效的管理制度和措施来保证。除了做好定期的维护外,还应定期对漏电保护器的动作特性(包括漏电动作值及动作时间、漏电不动作电流值等)进行试验,做好检测记录,并与安装初始时的数值相比较,判断其质量是否有变化。在使用中要按照使用说明书的要求使用漏电保护器,并按规定每月检查一次,即操作漏电保护器的试验按钮,检查其是否能正常断开电源。在检查时应注意操作试验按钮的时间不能太长,一般以点动为宜;次数也不能太多,以免烧毁内部元件。漏电保护器在使用中发生跳闸,经检查未发现开关动作原因时,允许试送电一次,如果再次跳闸,应查明原因,找出故障,不得连续强行送电。10kV配电网漏电保护器一旦损坏不能使用时,应立即请专业电工进行检查或更换。如果漏电保护器发生误动作和拒动作,其原因一方面是由漏电保护器本身引起;另一方面是来自线路,应认真地具体分析,不要私自拆卸和调整漏电保护器的内部器件。 参考文献:
[1]王磊.10kV配电网中性点经电阻接地方案的探讨[J].供用电,2010(3). [2]王雷.浅谈电站接地网的建设[J].中国电力教育,2010(1). [3]张芬.小电阻接地的继电保护[J].云南电力技术,2010(3).