配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式比較分析

1、1配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式比較分析1.1概述1.1概述配電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式主要有三種：中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式，中性點(diǎn)經(jīng)消 弧線圈接地方式和中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式，三種中性點(diǎn)接地方式具有各自的優(yōu)缺 點(diǎn)及不同的適用范圍。配電網(wǎng)各種中性點(diǎn)接地方式的特點(diǎn)（1）中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式總體上來(lái)說(shuō)，中性點(diǎn)不接地方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、單相接地故障還能繼續(xù)供電 的優(yōu)點(diǎn)；但由于其容易產(chǎn)生幅值較高的電弧接地過(guò)電壓（3.5 p.u.），并由此可 能引發(fā)危害整個(gè)配電網(wǎng)的鐵磁諧振過(guò)電壓，對(duì)設(shè)備的絕緣水平要求高，這勢(shì)必增 加設(shè)備絕緣方面的投資。該中性點(diǎn)接地方式僅適用于電容電流小于10A的農(nóng)村架空配電網(wǎng)。因?yàn)楫?dāng)架 空線路不長(zhǎng)時(shí)，對(duì)地電容

2、電流不大，單相接地故障電流數(shù)值較小，不易形成穩(wěn)定 的接地電弧，一般均能迅速自動(dòng)滅弧而無(wú)需跳閘，能保證連續(xù)供電。但當(dāng)線路較 長(zhǎng)、對(duì)地電容電流相對(duì)較大，對(duì)地故障電弧不可能自動(dòng)熄滅，此時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)由 于持續(xù)電弧引發(fā)嚴(yán)重過(guò)電壓而燒毀設(shè)備的情況，嚴(yán)重影響正常供電。（2）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式在發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式可以有效的減少單相 接地時(shí)的接地故障電流。，形成一個(gè)與對(duì)地電容電流的大小接近但方向相反的電感 電流，它們之間相互補(bǔ)償，可以使接地處的電流變的很小，這樣可以使電弧在電 流過(guò)零后自動(dòng)熄滅，從而消除電弧接地過(guò)電壓及其由此引發(fā)危害配電網(wǎng)的鐵磁諧 振過(guò)電壓的危害，保證正常供

3、電。優(yōu)點(diǎn)：可以消除間歇性電弧過(guò)電壓，保證故障迅速消失，恢復(fù)正常供電。缺點(diǎn)：1、消弧線圈要增加額外投資，而且電容電流越大，投資也越大；2、消弧線圈在諧波分量嚴(yán)重的情況下并不能根除接地電弧的產(chǎn)生，因?yàn)樗荒苎a(bǔ)償接地電容電流中的工頻分量，不能補(bǔ)償殘流中的諧波分 量；3、采用消弧線圈是故障線路選線難度大大增加，目前還無(wú)法對(duì)故障線路 實(shí)現(xiàn)100%的準(zhǔn)確故障選線，這也會(huì)嚴(yán)重影響恢復(fù)正常供電。4、過(guò)電壓較高，可以達(dá)3.2 p.u.。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式使單相接地故障電流降低為最小，并限制了非故 障相的工頻電壓升高，它在單相接地故障一般不會(huì)再引起跳閘，從而保證了供電 連續(xù)性，提高了供電可靠性，是20kV中

4、壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的主要發(fā)展趨勢(shì)。該中性點(diǎn)接地方式主要適用于電容電流較大、架空和電纜混合的絕大多數(shù)城 市配電網(wǎng)。中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地運(yùn)行方式中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地運(yùn)行方式的最大優(yōu)點(diǎn)可以在電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，有效 地降低工頻過(guò)電壓和弧光接地過(guò)電壓，它可以使發(fā)生單相接地故障時(shí)的過(guò)電壓幅 值降至2.5 p.u.以下。另外，由于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故 障時(shí),接地線路中會(huì)流過(guò)較大的阻性電流，保證零序保護(hù)可靠動(dòng)作,可準(zhǔn)確判斷并 快速切除故障線路。其主要缺點(diǎn)為：它使配電網(wǎng)的供電可靠性降低。在中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地運(yùn)行 方式下，一旦發(fā)生單相接地，保護(hù)就會(huì)動(dòng)作跳閘。它使配電網(wǎng)故障跳閘次數(shù)大大 增加，

5、可能使停電時(shí)間增加，從而降低了供電可靠性。因此，為保證供電的連續(xù) 性，一般采用小電阻接地方式的網(wǎng)絡(luò)對(duì)重要用戶應(yīng)該具有轉(zhuǎn)供電能力。另外，在 發(fā)生單相接地時(shí)，中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地運(yùn)行方式還會(huì)因較大的接地電流產(chǎn)生較高 的接觸電壓和跨步電壓，對(duì)設(shè)備和人身造成威脅，并對(duì)周圍通信線路造成干擾。中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式主要適用于電容電流超大、一般消弧線圈已經(jīng)不能 夠滿足滅弧要求的特大型城市配電網(wǎng)或由全電纜組成的城市配電網(wǎng)；此外，一些 已選用較低絕緣水平的電纜和開(kāi)關(guān)設(shè)備的配電網(wǎng)，因不可能采用消弧線圈方式， 也只好采用小電阻接地方式。配電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地方式下的過(guò)電壓與絕緣配合問(wèn)題1.3.1配電網(wǎng)不接地方式下設(shè)備的絕

6、緣配合對(duì)于20kV配電網(wǎng)不接地方式，一般情況下系統(tǒng)內(nèi)部所產(chǎn)生最大過(guò)電壓不超 過(guò) 3.5 p.u.。所有設(shè)備的操作過(guò)電壓絕緣耐受水平應(yīng)與上述最大過(guò)電壓相配合，也就是說(shuō) 所有設(shè)備的操作過(guò)電壓絕緣耐受水平應(yīng)大于3.5 p.u.，并保留一定的裕度，因 此，它主要靠設(shè)備本身的絕緣來(lái)承受操作過(guò)電壓的沖擊。而所有設(shè)備的雷電過(guò)電 壓絕緣耐受水平應(yīng)與保護(hù)它的無(wú)間隙金屬氧化物避雷器相配合，也就是說(shuō)設(shè)備的 抗雷電沖擊能力主要靠無(wú)間隙金屬氧化物避雷器來(lái)保護(hù)，所有設(shè)備的雷電過(guò)電壓 絕緣耐受水平應(yīng)大于無(wú)間隙金屬氧化物避雷器的殘壓，并保留一定的裕度。1.3.2配電網(wǎng)不接地方式下的鐵磁諧振問(wèn)題配電網(wǎng)系統(tǒng)中裝設(shè)的大部分為電磁式

7、電壓互感器。在采用中性點(diǎn)不接地方式 的情況下，發(fā)生單相接地故障容易產(chǎn)生幅值較高的電弧接地過(guò)電壓（3.5 p.u.）， 它使電磁式電壓互感器飽和，并由此引發(fā)危害整個(gè)配電網(wǎng)的鐵磁諧振過(guò)電壓，嚴(yán) 重影響配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。這是采用中性點(diǎn)不接地方式情況下最容易出現(xiàn)的嚴(yán)重 事故。消除鐵磁諧振的最簡(jiǎn)單、有效方法是在PT高壓側(cè)中性點(diǎn)串抗諧振非線性電 阻。另外，還可以采取消諧方法主要有：（1）采用勵(lì)磁性能較好的電壓互感器；（2）電壓互感器一次側(cè)中性點(diǎn)經(jīng)零序電壓互感器接地，即采用4PT抗諧振PT。配電網(wǎng)不接地方式下單相接地故障選線中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)如圖3 1所示。圖3-1中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地時(shí)電流分布圖在中性點(diǎn)

8、不接地輻射型供電的電網(wǎng)中，線路發(fā)生單相接地時(shí)，具有如下幾個(gè) 特點(diǎn)：1）非故障線路零序電流3I0的大小等于本線路的接地電容電流，故障 線路的零序電流3I0的大小等于所有非故障3I0之和，零序電壓突變，抬高。2）故障點(diǎn)的電流為全網(wǎng)的接地電容電流。3）故障線路的零序電流與非故障線路的零序電流方向相反，非故障線 路的零序電流超前零序電壓90。，方向由母線流向線路；故障線路的零序電流滯 后零序電壓90o，方向由線路流向母線。無(wú)論常規(guī)裝置還是兼有功能的選線裝置，其工作原理一般都基于以上三個(gè)特 點(diǎn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)，關(guān)鍵是看它實(shí)現(xiàn)的方式和可靠程度。由于故障接地線路中的零序電流為其它各條非故障接地線路中的零序電流 之和

9、，在一般情況下，該條線路中的零序電流數(shù)值會(huì)比其它各條非故障接地線路 中的零序電流數(shù)值要大得多，故可以比較容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)故障接地線路的判別。例如，有配電系統(tǒng)其母線上有10回出線，每回出線上的電容電流為10A。 那么，當(dāng)其中一回線路發(fā)生單相接地時(shí)，該回線路中流過(guò)的零序電流高達(dá)90A， 而其它各回非故障接地線路中的零序電流僅為其本身的線路對(duì)地電流10A，兩者 之間的差值很大，故容易實(shí)現(xiàn)對(duì)故障線路的判別。當(dāng)然，在非常極端的情況下，尤其在極端的長(zhǎng)短線情況下，還是有可能會(huì)造 成接地故障判線困難的情況。例如，假設(shè)線路1是一條很短的線路，其對(duì)地電容電流僅為1A；而線路2 是一條很長(zhǎng)的線路，其對(duì)地電容電流為20A

10、；線路3是一條較普通的電纜線路， 其對(duì)地電容電流為10A。現(xiàn)在，如果在線路3上發(fā)生單相接地，則線路1中流過(guò) 的零序電流僅為1A，線路2中流過(guò)的零序電流為20A，而線路3中流過(guò)的零序電 流則為21A。顯然，線路2和線路3中流過(guò)的零序電流很接近，故在實(shí)際中考慮 測(cè)量零序電流CT的誤差，實(shí)際上較難對(duì)線路2和線路3到底誰(shuí)是接地線路作出 準(zhǔn)確的判斷。當(dāng)然，這種情況只有在這種極其長(zhǎng)、短線的情況下才會(huì)出現(xiàn)的。而 對(duì)于實(shí)際運(yùn)行中的極大多數(shù)情況，它應(yīng)該可以對(duì)接地故障線路作為比較準(zhǔn)確的判 別。20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地方式下單相接地故障選線主要包括如下方法：（1）零序電流檢測(cè)法（2）零序電流方向法。（3）首半波檢

11、測(cè)法（4）5次諧波檢測(cè)法目前，由于接地故障發(fā)展的復(fù)雜性，還不能對(duì)中性點(diǎn)不接地方式下的單相接 地故障線路作出100%的準(zhǔn)確判斷，一般選線成功率在8090%。配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式的過(guò)電壓與絕緣配合1.5.1配電網(wǎng)消弧線圈接地方式下設(shè)備的絕緣配合配電網(wǎng)經(jīng)消弧線圈接地方式的過(guò)電壓與絕緣配合與配電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地方 式基本相類似，只不過(guò)操作過(guò)電壓幅值稍低一些。對(duì)于配電網(wǎng)經(jīng)消弧線圈接地方 式，一般情況下系統(tǒng)內(nèi)部所產(chǎn)生最大過(guò)電壓不超過(guò)3.2 p.u.。在該情況下，所有設(shè)備的操作過(guò)電壓絕緣耐受水平應(yīng)與上述最大過(guò)電壓相配 合，也就是說(shuō)所有設(shè)備的操作過(guò)電壓絕緣耐受水平應(yīng)大于3.2 p.u.，并保留一 定的

12、裕度，因此，它主要也是靠設(shè)備本身的絕緣來(lái)承受操作過(guò)電壓的沖擊。而所 有設(shè)備的雷電過(guò)電壓絕緣耐受水平應(yīng)與保護(hù)它的無(wú)間隙金屬氧化物避雷器相配 合，也就是說(shuō)設(shè)備的抗雷電沖擊能力主要靠無(wú)間隙金屬氧化物避雷器來(lái)保護(hù)，所 有設(shè)備的雷電過(guò)電壓絕緣耐受水平應(yīng)大于無(wú)間隙金屬氧化物避雷器的殘壓，并保留一定的裕度。1.5.2配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式下是否能有效消除鐵磁諧振過(guò)電壓系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方法相當(dāng)于在PT每一相勵(lì)磁電感上并聯(lián)一個(gè) 消弧線圈的電感。由于他們都并接在零序回路中，其電感值較PT相對(duì)地的電感 小得多，相當(dāng)于將PT等效零序電感短路，打破了參數(shù)匹配的關(guān)系，使鐵磁諧振 不易發(fā)生。浙江大學(xué)的研究

13、表明，當(dāng)消弧線圈補(bǔ)償電容電流小于5A時(shí)，不能十分有效 地抑制諧振過(guò)電壓；當(dāng)消弧線圈補(bǔ)償電流大于15A時(shí)，可以很好地抑制鐵磁諧振。因此，當(dāng)配電網(wǎng)單相接地電容電流在15A以下時(shí)，可優(yōu)先考慮選用在PT中 性點(diǎn)接非線性電阻的方法來(lái)消除鐵磁諧振消諧；當(dāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)單相接地電容電流 在1530A之間，則采用消弧線圈和非線性電阻這兩種方式均可以有效地消除鐵 磁諧振過(guò)電壓，若考慮到今后系統(tǒng)中單相接地電容電流還會(huì)較快增長(zhǎng)并超過(guò) 30A，則在該情況下可以優(yōu)先考慮采用消弧線圈消諧；當(dāng)單相接地電流大于30A 時(shí)，應(yīng)裝設(shè)消弧線圈。配電網(wǎng)消弧線圈接地故障選線20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)消弧線圈接地的情況下，發(fā)生單相接地故障，故障電

14、流 很小，屬于小電流接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)如圖3-2所示。AB C圖3-2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)單相接地時(shí)電流分布圖對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)消孤線圈接地的系統(tǒng)，由于消孤線圈在線路發(fā)生單相接地時(shí)能 向故障接地點(diǎn)提供感性電流，從而補(bǔ)償線路對(duì)地容性電流，使得零序電流在線路 中的分布發(fā)生重大改變。此時(shí)非接地故障線路上的零序電流的大小和方向還是均 保持不變；但故障接地線路中的零序電流的大小變成了該故障接地線路本身的對(duì) 地電容電流與電感電流和配電系統(tǒng)總電容電流相互補(bǔ)償后的殘流（它一般為5 6A）的差值。該電流差值（例如10A-56A=45A）常常比單回線路的對(duì)地電 容電流要小，這樣就使得前面在中性點(diǎn)不

15、接地系統(tǒng)中采用的零序電流最大的選線 判據(jù)成為無(wú)效，從而使其判線變得十分困難。同時(shí)，根據(jù)電感電流對(duì)電容電流補(bǔ)償程度的不同，還有可能使故障接地線路 上的零序電流的方向發(fā)生改變（180。反向），零序電流的方向也可能是不確定的， 例如，在欠補(bǔ)償、殘流為6A容性電流的情況下，若故障接地線路的本身對(duì)地電 容電流為10A，則流過(guò)該故障接地線路的零序電流應(yīng)為10A6A=4A容性電流， 方向由母線流向線路。如果在欠補(bǔ)償，殘流為12A容性電流的情況下，則流過(guò)該 故障接地線路的零序電流應(yīng)為10A12A=-2A（容性電流），此時(shí)零序電流的幅值 為2A，而零序電流的方向則為從線路流向母線（電流前面有一負(fù)號(hào)）。另外，由于

16、配電網(wǎng)在發(fā)生單相接地時(shí)，其接地點(diǎn)的過(guò)渡電阻可以從金屬性接 地（R=0）到高阻接地（R二幾KQ幾十KQ ）的很大范圍變化，這就使接地點(diǎn)流 過(guò)的故障電流會(huì)產(chǎn)生很大的變化（隨過(guò)渡電阻不同），并引起接地點(diǎn)流過(guò)的故障 電流的相位也產(chǎn)生很大的變化（由于接地過(guò)渡電阻的存在，使接地故障電流中產(chǎn) 生了有功分量，這個(gè)分量的大小與過(guò)渡電阻R有關(guān)，它將直接影響接地故障電流 的相位，該接地故障電流不再是純?nèi)菪噪娏骰蚋行噪娏?，而是一個(gè)阻容電流或阻 感電流。因此，由于接地點(diǎn)過(guò)渡電阻可以在很大的范圍內(nèi)變化，使得流過(guò)接地故障點(diǎn) 的殘流在幅值和相位上也會(huì)相應(yīng)地在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變化，這也將使各條線路 中流過(guò)的零序電流及其分布同樣

17、亦在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變化，從而使得此時(shí)對(duì)故 障接地線路的判別更加困難了。20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)消弧線圈接地方式下單相接地故障選線方法主要包 括：（1）故障線路零序電流最大原理（無(wú)消弧線圈系統(tǒng)采用基波，而有消弧線 圈系統(tǒng)則采用五次諧波）；（2）零序功率方向原理（無(wú)消弧線圈時(shí)采用基波，有消弧線圈系統(tǒng)采用五 次諧波）；（3）有功分量法；（4）殘流增量法；（5）暫態(tài)零序電壓電流方向原理（首半波原理）；（6）零序?qū)Ъ{法接地選線裝置（利用故障前后線路零序?qū)Ъ{的變化判別接 地故障線路）；（7）“S注入法”接地選線裝置；（8）采用消弧線圈旁加中值并聯(lián)電阻進(jìn)行故障線路判別的選線裝置。采用消弧線圈旁加中值并聯(lián)電

18、阻進(jìn)行故障線路判別的選線裝置如圖3-3所 示。圖3-3消弧線圈旁加并聯(lián)中值電阻的接地選線原理圖當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，將與消孤線圈并聯(lián)的電阻R通過(guò)開(kāi)關(guān)K合上，使流 過(guò)接地故障點(diǎn)的電流I增大。作聲+聲+聲R L C因?yàn)殡姼须娏髋c電容電流相互補(bǔ)償，故有聲+聲=0LC故有母聲R只要把電阻R調(diào)的適當(dāng)小，就可以使流過(guò)故障點(diǎn)的電阻電流分量足夠大，這 將使流過(guò)該接地回路的零序電流明顯增大，使之經(jīng)其它各回線路上的對(duì)地電容電 流大得多。由此，即可對(duì)該接地故障線路作出判別。當(dāng)判線完成后，半開(kāi)關(guān)K再打開(kāi)，以免并聯(lián)電阻過(guò)熱而損壞。在配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)消孤線圈接地的情況下，對(duì)各種小電流接地選線裝置的運(yùn) 行情況進(jìn)行了實(shí)際調(diào)查。

19、從目前的運(yùn)行情況來(lái)看，各種小電流接地選線裝置的選 線效果并不十分理想。極大多數(shù)的選線裝置的選線成功率都不高。具體如下：1.大多數(shù)選線裝置的選線成功率在4050%左右。4050%這個(gè)選線成功率距離實(shí)用還有很大距離，故許多運(yùn)行單位都對(duì)目前 許多選線裝置的選線結(jié)果持懷疑態(tài)度，導(dǎo)致在消孤線圈接地方式下的許多小電流 接地選線裝置實(shí)際上跟本就沒(méi)有真正發(fā)揮作用。2.國(guó)內(nèi)各種小電流接地選線裝置中，“S注入法”和“并聯(lián)中值電阻”接 地選線裝置相對(duì)來(lái)說(shuō)是目前選線效果比較好的一種，前者的選線成功率可以達(dá)到 7080% （或70%以上），后者的選線成功率可以達(dá)到8090% （或80%以上）。實(shí)際上，浙江大學(xué)提出的“消

20、弧線圈并聯(lián)中值電阻消除接地過(guò)渡電阻選線新 方法”，是目前在實(shí)踐中使用選線成功率最高的選線裝置，它使得故障線路的選 線成功率明顯提高，并在實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用?！跋【€圈并聯(lián)中值電阻消除接 地過(guò)渡電阻選線新方法”課題被浙江省科委鑒定（06-719）為“解決了幾十年來(lái) 消弧線圈應(yīng)用中無(wú)法準(zhǔn)確選線的技術(shù)難題，引導(dǎo)了故障選線技術(shù)的發(fā)展方向，達(dá) 到了國(guó)際領(lǐng)先水平”，并通過(guò)上市公司上海思源電氣開(kāi)始真正進(jìn)入實(shí)用化和規(guī)模 化生產(chǎn)。截至2001-2009年，采用并聯(lián)中值電阻接地選線裝置的消弧線圈已在上 海思源電氣累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入達(dá)10億元以上，取得很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式電阻阻值范圍的選擇中性

21、點(diǎn)小電阻可以有效抑制過(guò)電壓。且值越低，則過(guò)電壓相應(yīng)也越低。當(dāng)中性點(diǎn)接地電阻R V （12）X上時(shí)（C為配電網(wǎng)對(duì)地電容），過(guò)電壓就限 n3o C制在比較合理的范圍內(nèi)。對(duì)于小電阻接地方式，雖然它可以保持較低的過(guò)電壓，且容易準(zhǔn)確故障定位， 迅速切除故障，但它為因接地故障電流大而由此帶來(lái)一系列問(wèn)題，如接觸電壓和 跨步電壓而對(duì)人身安全造成威脅，設(shè)備安全和通信干擾等均需要采取一定的防范 措施，從而相應(yīng)的增加了運(yùn)行和維修投入。因此，在某些場(chǎng)合，可以考慮采用中 性點(diǎn)經(jīng)中電阻接地方式，此時(shí)接地故障電流一般不應(yīng)超過(guò)200A，最大不應(yīng)超過(guò) 300A。配電網(wǎng)經(jīng)小電阻接地方式下設(shè)備的絕緣配合對(duì)于小電阻接地方式，一般情況

22、下系統(tǒng)內(nèi)部所產(chǎn)生最大過(guò)電壓不超過(guò)2.5p.u.，絕緣要求較低，設(shè)備絕緣水平一般可以較中性點(diǎn)不接地方式或中性點(diǎn) 經(jīng)消弧線圈接地方式有所降低。在該情況下，所有設(shè)備的操作過(guò)電壓絕緣耐受水平應(yīng)與上述最大過(guò)電壓相配 合，也就是說(shuō)所有設(shè)備的操作過(guò)電壓絕緣耐受水平應(yīng)大于2.5 p.u.，并保留一 定的裕度，因此，它主要也是靠設(shè)備本身的絕緣來(lái)承受操作過(guò)電壓的沖擊。而所 有設(shè)備的雷電過(guò)電壓絕緣耐受水平應(yīng)與保護(hù)它的無(wú)間隙金屬氧化物避雷器相配 合，也就是說(shuō)設(shè)備的抗雷電沖擊能力主要靠無(wú)間隙金屬氧化物避雷器來(lái)保護(hù)，所 有設(shè)備的雷電過(guò)電壓絕緣耐受水平應(yīng)大于無(wú)間隙金屬氧化物避雷器的殘壓，并保 留一定的裕度。1.9配電網(wǎng)經(jīng)小

23、電阻接地方式下的選線和接地電阻器和接地變壓器容量計(jì)算（1）故障選線在中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式下，由于單相接地短路電流很大，通常都可以比 較方便準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)故障線路選線。一般采用零序速斷、零序過(guò)流來(lái)實(shí)現(xiàn)故障選線。（2）接地電阻器的選擇原則20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地電阻器的選擇主要應(yīng)考慮額定電壓（20/3kV）、額 定時(shí)間（短時(shí)取10s，長(zhǎng)期時(shí)間取2h）、額定發(fā)熱電流（推薦下列額定值：50， 100， 200， 630， 800， 1000， 1250， 1600， 2000A）。另外，它還要考慮電阻溫度性能要求（電阻器在25oC式阻值偏差5%范圍 內(nèi)）、絕緣性能要求（電阻器能承受的工頻耐壓為65kV；

24、如多節(jié)電阻結(jié)構(gòu)，增加 節(jié)與節(jié)之間的絕緣試驗(yàn)，施加每節(jié)電阻對(duì)自己支架的工頻耐壓，電壓值為每節(jié)電 阻額定電壓的2.5倍再加2kV。）和溫升性能要求（不銹鋼：10s不超過(guò)760OC， 2h不超過(guò)510OC；鑄鐵：10s不超過(guò)385OC，2h不超過(guò)385OC）。（3）接地變壓器容量的選擇原則短時(shí)容量的計(jì)算公式為： TOC o 1-5 h z S = 3o = U I（3-1）t 30 n則接地變壓器容量為：S n = S k（3-2其中：u0為系統(tǒng)零序電壓，In為系統(tǒng)中性點(diǎn)流過(guò)的短路電流，k為變壓器運(yùn) 行短時(shí)容量與額定容量的比值，IEEE-C62.92.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定變壓器一定過(guò)載時(shí)間內(nèi) 的允許過(guò)載系數(shù)k

25、的數(shù)值見(jiàn)表3。表3允許過(guò)載系數(shù)參數(shù)表過(guò)載時(shí)間允許過(guò)載系數(shù)10s10.560s4.710min2.630min1.92h1.41.10 20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式與經(jīng)小電阻接地方式的電容電流適用范1.10.1在使用單臺(tái)消弧線圈補(bǔ)償時(shí)，一般以電容電流200A為臨界值。若配電網(wǎng) 電容電流大于200A，宜采用電阻接地方式；若配電網(wǎng)電容電流小于等于 200A，宜采用消弧線圈接地方式。當(dāng)一個(gè)變電所采用一個(gè)消弧線圈調(diào)節(jié)時(shí)，一般以電容電流200A為合適臨界 值。若配電網(wǎng)電容電流大于200A，宜采用電阻接地方式；若配電網(wǎng)電容電流小 于等于200A，宜采用消弧線圈接地方式。具體理由如下：（1）由于浙江

26、省是雷害很嚴(yán)重的省份，為提高配電網(wǎng)供電安全性和可靠 性，一般宜優(yōu)先考慮采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，減少雷擊跳閘。（2）容量200A及以下的消弧線圈的制造和運(yùn)行都已經(jīng)有較成熟的經(jīng)驗(yàn)，歷史運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)表明，200A及以下的消弧線圈的運(yùn)行是安全、可靠 的。（3）目前，國(guó)內(nèi)單個(gè)200A以上的消弧線圈的制造和運(yùn)行都缺乏成熟的制 造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。（4）當(dāng)消弧線圈補(bǔ)償電流容量在200A以上時(shí)，由于調(diào)壓器分接頭檔數(shù)有 限，每檔的調(diào)節(jié)范圍比較大，這樣就較難調(diào)到諧振點(diǎn)，使接地點(diǎn)殘流 值增大。（5）實(shí)際上，當(dāng)消弧線圈補(bǔ)償電流容量在200A以上時(shí)，即使再大量增加 調(diào)壓器分接頭檔位，也不能保證殘流在10A以下，無(wú)法順利

27、滅弧。因?yàn)橄戮€圈測(cè)量裝置對(duì)電容電流的測(cè)量有一個(gè)精度問(wèn)題，一般其測(cè) 量精度僅為3%,也就是說(shuō)即使調(diào)壓器分接頭檔位選擇沒(méi)有一點(diǎn)誤 差，對(duì)于200A的電容電流，其測(cè)量誤差就可以達(dá)到6A。另外，由于 配電網(wǎng)中一般都存在諧波分量，而消孤線圈只能補(bǔ)償工頻分量，不能 補(bǔ)償諧波分量，但按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定諧波分量可以高達(dá)4%，故對(duì)于 200A的配電網(wǎng)電容電流，不能補(bǔ)償?shù)闹C波電流也可達(dá)8A。這樣，此 時(shí)故障點(diǎn)不能補(bǔ)償?shù)碾娙蓦娏鲬?yīng)該是兩個(gè)分量之和（測(cè)量誤差分量一 工頻分量6A，諧波分量8A），即10A （62 + 82 = 10 ）。也就是說(shuō)，當(dāng)消弧線圈補(bǔ)償電流容量在200A以上時(shí)，考慮測(cè)量誤差 和諧波誤差，接地點(diǎn)

28、的殘流可能會(huì)超過(guò)10A，此時(shí)可能會(huì)使接地點(diǎn)孤 光接地?zé)o法順利滅孤，消孤線圈無(wú)法正常發(fā)揮作用。因此，在該情況 下就只好改為電阻接地模式。（6）綜上所述，對(duì)于20kV配電網(wǎng)，當(dāng)一個(gè)變電所采用一個(gè)消孤線圈調(diào)節(jié) 時(shí)，一般以電容電流200A為合適的臨界值。若配電網(wǎng)電容電流大于 200A，宜采用電阻接地方式；若配電網(wǎng)電容電流小于等于200A，宜 采用消孤線圈接地方式。1.10.2在使用兩臺(tái)消弧線圈聯(lián)合補(bǔ)償時(shí)（可以是兩臺(tái)聯(lián)合調(diào)節(jié)補(bǔ)償；也可以一 臺(tái)采用電感量固定的固定電感消弧線圈補(bǔ)償，另一臺(tái)采用自動(dòng)跟蹤消弧 線圈可調(diào)補(bǔ)償），一般以電容電流300A為臨界值。若配電網(wǎng)電容電流大 于300A，宜采用電阻接地方式；若

29、配電網(wǎng)電容電流小于等于300A，宜采 用兩臺(tái)消弧線圈聯(lián)合補(bǔ)償方式。在使用兩臺(tái)消孤線圈聯(lián)合補(bǔ)償時(shí)（可以是兩臺(tái)聯(lián)合調(diào)節(jié)補(bǔ)償；也可以 一臺(tái)采用電感量固定的固定電感消孤線圈補(bǔ)償，另一臺(tái)采用自動(dòng)跟蹤 可調(diào)補(bǔ)償），一般以電容電流300A為臨界值。若配電網(wǎng)電容電流大于 300A，宜采用電阻接地方式；若配電網(wǎng)電容電流小于等于300A，宜 采用兩臺(tái)消孤線圈聯(lián)合補(bǔ)償方式。具體理由如下：（1）前蘇聯(lián)規(guī)定在下列情況下采用中性點(diǎn)不接地方式：6kV電網(wǎng)單相接地 電流小于30 A； 10 kV電網(wǎng)單相接地電流小于20 A； 1520 kV電網(wǎng) 單相接地電流小于15 A； 35 kV電網(wǎng)單相接地電流小于10A。如果單 相接地

30、電流超過(guò)上述各值，則需采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。也就是說(shuō)，對(duì)于20 kV配電網(wǎng)，可以認(rèn)為只要單相接地電流小于15 A， 就可以順利滅弧。（2）上海思源電氣在10kV和35kV配電網(wǎng)中均已經(jīng)有兩臺(tái)200A的消弧線 圈聯(lián)調(diào)（10kV： 2臺(tái)聯(lián)調(diào)，每臺(tái)容量：1200kVA； 35kV： 2臺(tái)聯(lián)調(diào)，每 臺(tái)容量：4400kVA；）的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。在秦皇島10kV電網(wǎng)上還有4 臺(tái)消弧線圈聯(lián)調(diào)的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。因此，采用兩臺(tái)消弧線圈聯(lián)合補(bǔ)償時(shí)，不論是采取兩臺(tái)聯(lián)合調(diào)節(jié)補(bǔ)償 方式，還是采取一臺(tái)電感量固定、另一臺(tái)自動(dòng)跟蹤可調(diào)補(bǔ)償方式，補(bǔ) 償300A電容電流一般都可以順利實(shí)現(xiàn)的。（3）采用兩臺(tái)消弧線圈聯(lián)合補(bǔ)償時(shí)，

31、主要有兩種方式：一種是兩臺(tái)聯(lián)合調(diào) 節(jié)補(bǔ)償；另一種是一臺(tái)采用電感量固定消弧電感，另一臺(tái)自動(dòng)跟蹤可 調(diào)消弧線圈。采取第一種方式，采用兩臺(tái)可調(diào)消弧線圈相當(dāng)于使消弧線圈的分接頭 檔位增加了一倍，此時(shí)即使在總電容電流高達(dá)300A時(shí)，也可以基本 消除由分接頭檔位帶來(lái)的誤差；采用第二種方式，相當(dāng)于把每天的電 容電流分成兩個(gè)部分，一部分是固定不變分量（每天不變部分，一般 占總電容電流的1/31/2），另一部分是可變分量（每天變化部分）。 采用一臺(tái)電感量固定的電感線圈補(bǔ)償一天內(nèi)固定不變部分的電容電 流分量，采用另一臺(tái)自動(dòng)跟蹤消弧線圈補(bǔ)償一天內(nèi)可變部分的電容電 流分量。由于可變部分的電容電流分量范圍較小，此時(shí)即使采用一個(gè) 自動(dòng)跟蹤消弧線圈，也可以基本消除由分接頭檔位帶來(lái)的誤差。因此，采取上述兩種方式，基本可以消除由分接頭檔位帶來(lái)的誤差。（4）實(shí)際上，當(dāng)總電容電流補(bǔ)償容量在300A以下時(shí)，在正常電網(wǎng)運(yùn)行情 況下，通過(guò)消弧線圈補(bǔ)償可以把