配電網中性點兩種接地形式下的運行數據之我鑒

李輝 閻定強

（云南電網有限責任公司昆明供電局，云南昆明 650100）

0.引言

長期以來，昆明地區配電網中性點采用不接地或經消弧線圈接地方式運行，通過裝設小電流接地系統選線裝置完成接地線路選線。由于小電流接地系統的一些特點，特別是對人身安全的考慮，對接地線路實現快速跳閘的需求不斷凸顯。為此我們開始了一些探索，為以后選擇何種接地方式打好前站。

1.兩種接地方式簡介

為便于對比兩種接地方式效果，項目實施中在該站10kV Ⅰ段母線上加裝了直接接地的小電阻設備，在10kV Ⅱ段母線上加裝智能多模型小電阻設備。

1.1 小電阻直接接地方式

將10kV Ⅰ段母線上的1 號站用變更換為接地變，在其中性點加裝一臺16Ω 小電阻并投入運行。詳見圖1 小電阻直接接地方式接線示意圖。

此接線方式投入運行后10kV Ⅰ母相關系統已轉變為大電流接地系統，當該系統再發生單接地時故障電流已不僅為系統電容電流，而且包含了單相短路電流，此時與該系統內10kV 出線保護配合構成零序過流保護，確保了故障線路快速跳閘，在犧牲了部分供電可靠性的情況下降低了故障點人員觸電風險。

圖1 小電阻直接接地方式示意圖

1.2 智能多模小電阻接地模式

將站內10kV Ⅱ段母線上的2 號站用變更換為接地變，并在其中性點加裝消弧電抗及16Ω 小電阻后投入運行。詳見圖2 智能多模型小電阻接地方式示意圖。

此接線方式與小電阻直接接地相比增加了消弧電抗器，同時小電阻與系統連接處增加了真空快速斷路器，為智能投切的需要增設了一套控制系統并組屏安裝在繼電保護室，相比小電阻直接地該系統較為復雜。

其工作原理為不斷計算系統電容電流大小，當10kV Ⅱ段母線供電系統內發生線路單相接地故障時，經由可控硅快速投入消弧電抗器，進行消弧補償，如10s 內（可設定不同時間定值）接地故障消失則控制器發出命令切除消弧電抗器，而后系統整組返回至待命狀態。如10s 內接地故障依然存在，則控制器發出命令，啟動小電阻系統側的快速真空斷路器將小電阻投入系統，此時該系統變為大電流接地系統，由繼電保護裝置根據單相短路的故障電流進行選擇性跳閘，將發生單相接地短路的故障線路切除。

圖2 智能多模小電阻接地方式示意圖

2.兩段母線上的出線情況及對比

為更好地對比兩種接地方式的優缺點，分別統計了兩段母線相關送電線路的架空線路與電力電纜長度。

2.1 10kV 系統線路情況

（1）10kV Ⅰ段母線系統內線路情況（表1）。

表1 10kVⅠ段母線系統內線路情況

（2）10kV Ⅱ段母線系統內線路情況（表2）。

表2 10kV Ⅱ段母線系統內線路情況

2.2 10kV Ⅰ、Ⅱ段母線上出線情況對比分析

（1）線路總長度比：

（2）架空線路長度比：

（3）電力電纜長度比：

3.運行情況分析對比

收集兩套接地置投入運行以來的運行數據，作如下分析比對。

3.1 運行數據收集

10kV Ⅰ、Ⅱ段母線上出線接地故障情況（2015 年10月22 日至2016 年11 月2 日）。

（1）10kV Ⅰ段母線上出線接地故障情況（表3）。

表3 10kVⅠ段母線上出線接地故障情況

（2）10kV Ⅱ段母線上出線接地故障情況（表4）。

表4 10kVⅡ段母線上出線接地故障情況

統計得出：

10kV Ⅰ、Ⅱ段母線上出線接地故障情況（2016 年11 月3 日至2017 年12 月31 日）。

（1）10kV Ⅰ段母線上出線接地故障情況（表5）。

（2）10kV Ⅱ段母線上出線接地故障情況（表6）。

（1）10kV Ⅰ段母線上出線接地故障情況（表7）。

（2）10kV Ⅱ段母線上出線接地故障情況（表8）。

表5 10kVⅠ段母線上出線接地故障情況

表6 10kV Ⅱ段母線上出線接地故障情況

統計得出：

10kVI、Ⅱ段母線上出線接地故障情況（2018 年1 月1 日至5 月31 日）。

表7 10kVⅠ段母線上出線接地故障情況

表8 10kV Ⅱ段母線上出線接地故障情況

統計得出：

3.2 對比分析

10kV Ⅰ段母線相關線路總長僅為10kV Ⅱ段母線上相關出線總長的78%，接地故障跳閘次數在第1 個統計周期卻是10kV Ⅱ段母線上出線故障跳閘次數的8.6 倍、第2 個統計周期的5 倍、第3 個統計周期為2 倍，可以看出線路運檢人員努力排除隱患收到了一定效果，另一方面說明單一的小電阻接地方式故障跳閘幾率較大，而安裝在10kV Ⅱ段母線上的“消弧線圈并聯小電阻”裝置，在接地故障發生時延時投入小電阻跳閘模式確能大幅降低故障跳閘幾率。

在第1 個數據統計周期內10kV Ⅰ段母線上線路重合閘成功率為95.9%，Ⅱ段母線上線路重合閘成功率僅為35.71%；第2 個統計周期10kV Ⅰ段母線上線路重合閘成功率為95.2%，Ⅱ段母線上線路重合閘成功率為100%、第3 個統計周期10kV Ⅰ段母線上線路重合閘成功率為100%，10kV Ⅱ段母線上線路重合閘成功率為55.6%。綜合數據分析結果表明采用“小電阻”系統重合閘成功率超過“智能多模型小電阻（電抗并小電阻）”系統，這是由于后者的工作原理決定的，由于其需要判別永久、瞬時故障導致了故障持續時間較長，這就為故障進一步發展創造了條件。

4.經驗總結

小電阻直接接地裝置優點在于結構簡單、工作可靠，可快速切除故障，特別是高壓電力電纜較多的場所，由于電纜線路多為永久性故障，重合閘不允許投入，對于城市人員密集地區，有利于保障設備、人身安全；在架空線路較多的系統內運行會導致跳閘機率增加，但由于可使用重合閘進行補救，可以彌補其部分不足；由于直接接入系統運行，當系統發生接地故障時相對于小電流接地系統非故障相對地電壓基本不變，對系統絕緣安全較為有利。

智能多模小電阻接地方式優點在可以設定跳閘等待時間，如故障在設定時間內自行消失則不進行跳閘同時有消弧能力，有利于提高供電可靠性，特別在架空線路較多的地區效果明顯，可大幅降低瞬時故障跳閘機率；雖然在人員密集、高壓電纜出線較多的情況下不利于設備、人身安全，但由于其具備及時投入小電阻完成跳閘功能，可將風險限定在一定范圍內；其運行維護難度較大，可靠性會受到一定影響。