淺析配網(wǎng)接地方式對運維的影響

摘 要：闡述了配電網(wǎng)中性點不同接地方式的運行特點，分析了不同中性點接地方式在配合中可能出現(xiàn)的問題及解決辦法，并提出了該類設(shè)備日常運維應(yīng)注意的一些事項。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；接地方式；配合；變電運維

1引言

電力系統(tǒng)的中性點接地方式選擇是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程問題，它與整個電力系統(tǒng)的絕緣水平、可靠性、人身安全、繼保及通信等技術(shù)問題密切相關(guān)[1]。目前110千伏變電站中系統(tǒng)中性點接地方式主要為小電流接地方式，包括中性點不接地方式、中性點經(jīng)消弧線圈接地、中性點經(jīng)電阻接地和中性點混合接地方式，了解不同中性點接地方式的特點及其對變電運維人員是十分必要的，本文介紹了小電流接地系統(tǒng)的特點，在此基礎(chǔ)上，分析了不同中性點接地方式系統(tǒng)環(huán)供中注意事項和運維要求。

2配電網(wǎng)中性點方式

2.1中性點不接地系統(tǒng)

中性點不接地系統(tǒng)，中性點與大地絕緣，當(dāng)三相對稱且各相對地電容相同情況下，中性點電位為0，發(fā)生單相故障時，相量圖如圖1所示。圖中紅色為故障前的相量，UOB 、UOC 分別為故障后B、C相對地電壓，ICC 、ICB 分為別故障后B、C相對地電容電流，Is為流經(jīng)故障點電流。

圖1中性點不接地系統(tǒng)單相接地時相量示意圖

中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，非故障相電壓升高為線電壓，故障相電壓為0，中性點升高為相電壓。單相接地電流為正常時對地電容電流的3倍。隨著配網(wǎng)中電纜使用的越來越多，中性點不接地已不能滿足實際要求。

2.2中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)又稱為諧振接地系統(tǒng)，發(fā)生單相故障時如圖2所示。發(fā)生單相發(fā)生金屬性接地時，中性點電壓升高為相電壓，非故障相相電壓升高為線電壓，接地點電流為非故障相對地電容電流與消弧線圈中電感電流之和。該種接地方式能滿足配網(wǎng)運行要求，但在實際中，發(fā)生單相接地，小電流選線系統(tǒng)不能正確選出故障線路，只能通過傳統(tǒng)的拉路選線方式選出。

圖2中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地時相量示意圖

2.3中性點經(jīng)電阻接地

按照限制故障電流大小的要求，中性點電阻接地可以分為中性點經(jīng)高電阻接地、中性點經(jīng)中阻接地和中性點經(jīng)小電阻接地[2]。

中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)，正常運行時，流經(jīng)中性點接地電阻的電流為0，發(fā)生單相故障時，如圖3所示。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，中性點電壓上升至相電壓，非故障相相電壓升高至線電壓。中性點接地電阻與系統(tǒng)對地電容構(gòu)成并聯(lián)回路，中性點接地電阻作為釋能元件和諧振阻尼元件，降低了中性點電位和故障相恢復(fù)電壓的上升速度，抑制了電網(wǎng)過電壓的幅值，減少了電弧重燃的可能性，形成了有效地零序電流路徑。

2.4中性點混合接地方式

混合接地系統(tǒng)兼顧了消弧線圈接地和經(jīng)電阻接地的優(yōu)勢，實際上可以看做一種經(jīng)過改進的消弧線圈接地方式。如圖4所示，小電阻開關(guān)K由智能控制器控制投切。正常運行時，控制器將消弧線圈調(diào)節(jié)到遠(yuǎn)離諧振點，確保系統(tǒng)不發(fā)生串聯(lián)諧振，小電阻并未接入中性點，單相路發(fā)生單相接地時，通過自動跟蹤快速調(diào)節(jié)消弧線圈進行補償，使故障電流控制在一定數(shù)值內(nèi)使電弧自熄，系統(tǒng)可繼續(xù)運行。當(dāng)發(fā)生永久性單相故障時，經(jīng)過一定延時，將小電阻投入，從而抑制系統(tǒng)的間歇性弧光過電壓，為系統(tǒng)故障選線提供明顯的零序電流。

圖3中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)單相接地時相量示意圖

圖4中性點混合接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

對比分析上述小電流接地系統(tǒng)，中性點不接地系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，運行方便，不需要附加設(shè)備，經(jīng)濟性好，發(fā)生單相故障時，接地電流小，瞬時故障時電弧一般會自動熄滅，隨著電纜線路的快速增多，系統(tǒng)統(tǒng)電容電流急劇增大，由于中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生弧光接地時無有效的釋能通道，會產(chǎn)生弧光接地過電壓或諧振過電壓。中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)接地點電流為非故障相對地電容電流與消弧線圈中電感電流之和，由于兩者電流相位相反，相互抵消，使得接地點的總電流接近為0，可以使接地電弧自熄，使得過電壓的時間大大縮短，但其補償后的殘流呈感性（過補償），故障線路的零序電流是本身對地電容電流和接地殘流之和，其方向時由母線流向線路，與非故障接地零序電流的方向一致，且殘流數(shù)值較小，甚至?xí)∮诜枪收暇€路的零序電流，所以很難根據(jù)零序電流方向或幅值來判別故障線路。中性點經(jīng)接地電阻系統(tǒng)使得間歇性弧光接地過電壓中的電磁能量通過接地電阻釋放，降低了中性點電位和故障相恢復(fù)電壓的上升速度，抑制了電網(wǎng)過電壓的幅值，減少了電弧重燃的可能性，由于接地電流較大，會形成較大的跨步電壓，且可能會對通信產(chǎn)生較大干擾。混合接地系統(tǒng)兼顧了消弧線圈接地和經(jīng)電阻接地的優(yōu)勢，其缺點是投資成本大，控制復(fù)雜。

3 結(jié)束語

日常巡視的過程中，要加強對自動調(diào)諧設(shè)備的巡查，特別是夏天和新增出線后，要注意系統(tǒng)電容電流數(shù)值和消弧線圈補償容量之間的關(guān)系，確保消弧線圈始終能夠運行在過補償狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)電容電流已經(jīng)超過消弧線圈的補償能力要及時匯報。對于混合接地系統(tǒng)，在巡視過程中要密切關(guān)注小電阻開關(guān)控制回路，在發(fā)生短路故障后，檢查小電阻是否正確可靠投入，如小電阻開關(guān)控制回路異常或小電阻開關(guān)本身機械故障，將使得小電阻無法正確可靠投入，混合接地系統(tǒng)就變成了經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，從而導(dǎo)致與之匹配的保護不能正確動作。

參考文獻：

[1]劉明巖.配電網(wǎng)中性點接地方式的選擇[J].電網(wǎng)技術(shù)，2004，28（16）：86-88

[2]張志文等.配電網(wǎng)混合接地運行分析[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2012，24（2）：47-52

作者簡介：

李嶄然（1985-）男，工程師，蘇州供電公司，主要從事變電運維工作.