安慶城區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式探討

1、安慶城區(qū) 10kV 配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式探討 摘要：本文綜述了安慶市地區(qū) 10kV 配網(wǎng)中心點(diǎn)的運(yùn)行現(xiàn)狀，探討了存 在問(wèn)題，對(duì)采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式進(jìn)行較為詳細(xì)闡述，在安慶城 區(qū)配網(wǎng)實(shí)施是切實(shí)可行的。關(guān)鍵詞：城區(qū)；配電網(wǎng)；中性點(diǎn)接地方式；電阻器1 引言隨著城網(wǎng)改造的深入開展， 10kV 配電網(wǎng)容量迅速增加，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨 完善，根據(jù)城市建設(shè)需要，架空裸導(dǎo)線路正逐漸被電纜和絕緣導(dǎo)線線 路替代，與此同時(shí)，由于過(guò)電壓引發(fā)的開關(guān)柜和家用電器燒壞等事故 也屢見不鮮。因此，如何有效的經(jīng)濟(jì)的限制配電網(wǎng)過(guò)電壓成為當(dāng)前供 用電工作的重點(diǎn)。10kV 配電網(wǎng)中性點(diǎn)通常可分為不接地系統(tǒng)、經(jīng)電阻接地系統(tǒng)和經(jīng)消弧 線圈接

2、地系統(tǒng)。 由于選擇接地方式是一個(gè)涉及線路和設(shè)備的絕緣水平、 通訊干擾、繼電保護(hù)和供電網(wǎng)絡(luò)平安可靠等等因素的綜合性問(wèn)題，所 以我國(guó)配電網(wǎng)和大型工礦企業(yè)的供電系統(tǒng)做法各異，以前大都采用中 性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。近年來(lái)一些城市電網(wǎng)大力 推廣電阻接地的運(yùn)行方式。近年來(lái)一些城市電網(wǎng)大力推廣電阻接地的 運(yùn)行方式。本文結(jié)合安慶城區(qū) 10kV 配電網(wǎng)的具體情況，對(duì)中性點(diǎn)接地 方式問(wèn)題進(jìn)行探討。2 安慶 10kV 配電網(wǎng)中心點(diǎn)的運(yùn)行方式2.1 目前現(xiàn)狀安慶中心城區(qū)供電主要電源來(lái)自 90 年代中期投產(chǎn)的 110kV 湖濱變、城 西變和即將投運(yùn)的110kV中心變，電壓等級(jí)都是110kV/10kV,主

3、變?nèi)?量都是2&times40MVA,為屋內(nèi)布置無(wú)人值守變電站。中心變是城網(wǎng)改 造的重點(diǎn)工程，它的新建使市區(qū)按區(qū)域分片供電成為可能，完善了配 電網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)調(diào)整，形成了城西變、湖濱變、東郊變、肖坑變、中心 變和熱電開閉所的10kV環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，初步形成了手拉手供電格局。安慶 中心變的供電范圍是菱湖南路以南，棋盤山路以西、龍山路以東、沿 江中路以北的工商、居民密集的老城區(qū)，中心變建在靠近宜城路的安 慶供電局后院，主變和進(jìn)出線全部采用交聯(lián)聚乙烯高壓電纜，對(duì)人民 路、華中路、沿江路、菱湖南路等 4 條主要街道實(shí)行首尾雙電源自動(dòng) 投切供電，是安慶市第一所全電纜型屋內(nèi)變電所，該所10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)采用

4、KYN58-12-014改型柜式消弧及過(guò)電壓裝置，內(nèi)裝接地真空接觸 器，三相共體，分相操作，即任一相動(dòng)作，那么該相母線接地，另兩相 必須可靠鎖定，不允許再閉合。其原理是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生弧光接地時(shí)，應(yīng) 能在 100ms 內(nèi)準(zhǔn)確顯示故障相別及接地故障屬性，并發(fā)出弧光接地轉(zhuǎn) 變?yōu)榻饘傩越拥氐闹噶?，過(guò)電壓保護(hù)是通過(guò) 4 只帶有間隙的氧化鋅避 雷器，采用四星形接線來(lái)實(shí)現(xiàn)的，母線設(shè)備柜內(nèi)裝有微機(jī)小電流接地 選線裝置，從理論上講也可到達(dá)消弧消壓目的。110kV湖濱變的10kV系統(tǒng)采取中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。 110kV 城西變 10kV 系統(tǒng)中性點(diǎn)接入 ZBXH-10/20-50自動(dòng)跟蹤消弧線圈和微機(jī)檢測(cè)小電流接地裝置

5、。2.2 存在問(wèn)題 1電纜一旦擊穿即成為永久性故障，不可能自行恢復(fù)。假設(shè)不及時(shí)跳 閘那么產(chǎn)生的電弧熱量可使絕緣迅速燒損， 直至開展成相間短路而跳閘， 造成事故進(jìn)一步擴(kuò)大。安慶中心變的消弧裝置是在單相接地故障時(shí)將 10kV 配電網(wǎng)不接地系統(tǒng)通過(guò)保護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹行渣c(diǎn)直接地系統(tǒng)，無(wú)疑是陡 增了接地點(diǎn)電流，這樣有利于促成相間短路的形成，但加速了電纜絕 緣老化，應(yīng)該說(shuō)這不是我們期望的。2這種不接地方式當(dāng)發(fā)生一相接地故障時(shí)，產(chǎn)生的過(guò)電壓倍數(shù)比擬 高，由于弧光和鐵磁諧振過(guò)電壓使健全相的相電壓升高4-7 倍，這對(duì)電纜、開關(guān)柜的絕緣和熱穩(wěn)定都構(gòu)成較大威脅。例如： 1999 年春節(jié)期 間人民路中段 10kV、240m

6、/m2 電力電纜因短路故障綜合損失達(dá) 10 萬(wàn) 元左右。3電纜線路的單相接地電容電流較大。中心變10kV 高壓電纜線主干線電纜用 3&times240m/m2 ，支線電纜采用 3&times70m/m2 ，接入 10kVI、 II 段母線，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)共接入 67KM 電纜，利用公式近似計(jì) 算，兩段母線電容電流總計(jì)達(dá)70A,待城網(wǎng)改造完善后，電纜線路將會(huì) 進(jìn)一步延伸，電容電流還將隨之增加。在接地電流較大的系統(tǒng)，假設(shè)選 用消弧線圈接地方式，必須增加容量，可達(dá)300400kVA加大了投資成 本，而且在自動(dòng)跟蹤調(diào)諧上也難以滿足各種頻繁調(diào)節(jié)限位的需要，因 此，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上都是不可取的

7、?，F(xiàn)在中心變采用的是不接地定時(shí) 轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯咏拥叵到y(tǒng)， 完全喪失了小電流接地系統(tǒng)不間斷供電的優(yōu)點(diǎn)， 這樣只好由配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化補(bǔ)救。鑒于上述原因，根據(jù)兄弟省市配電網(wǎng)經(jīng)電阻接地運(yùn)行的成功經(jīng)驗(yàn)，我 們認(rèn)為安慶城區(qū) 10kV 配網(wǎng)可采用經(jīng)中性點(diǎn)電阻接地方式比擬適宜。310kV中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式3.1 中性點(diǎn)阻接地系統(tǒng)單相接地故障簡(jiǎn)單分析當(dāng)系統(tǒng)A相發(fā)生非金屬性接地時(shí)，設(shè)故障點(diǎn)的過(guò)渡電阻為 Rg,中性點(diǎn) 接地電阻Rn系統(tǒng)對(duì)地電容為Co,實(shí)際中的正序阻抗Z1、負(fù)序阻抗Z2 都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于零序阻抗 Z0，因此可以忽略不計(jì)。Z0近似認(rèn)為3Rn和Xc 并聯(lián)之值,其等值電路見圖 1。當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí),中性點(diǎn)經(jīng)電阻接

8、地系統(tǒng)的零序電壓為： 流過(guò)系統(tǒng)單相接地點(diǎn)故障電流為：&lotan = & beta&times(IR+jlc)二&beta&times&lotag式中&Iotan :流經(jīng)中性點(diǎn)電阻有功電流Ic：流經(jīng)中性點(diǎn)電阻無(wú)功電流&beta :接地系數(shù)，其概念是：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生有過(guò)渡電阻的單相接地時(shí)， 產(chǎn)生零序電壓和接地故障電流是金屬性接地時(shí)的 &beta 倍,反映了過(guò)渡 電阻Rg大小對(duì)接地電流、電壓的影響。&beta值為：3.2 設(shè)備配置綜合考慮過(guò)電壓絕緣配合、繼電保護(hù)和通訊干擾的要求,借鑒于其它 城市10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地運(yùn)行的經(jīng)