南安電網(wǎng)0kV配電網(wǎng)中點(diǎn)運(yùn)行方式分析

33/34題目南安電網(wǎng)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式分析專(zhuān)業(yè):電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)院：電氣工程學(xué)院年級(jí)：學(xué)習(xí)形式：學(xué)號(hào)：論文作者:指導(dǎo)教師：職稱(chēng)：XXX學(xué)院制完成時(shí)間：摘要本論文就是針對(duì)南安地區(qū)lOkV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇問(wèn)題進(jìn)行研究。論文首先對(duì)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行的各種方式進(jìn)行分析，比較各種運(yùn)行方式的特點(diǎn)，然后對(duì)南安地區(qū)lOkV配電網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行全面的調(diào)研，并對(duì)各變電站lOkV母線電容電流進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，為正確選擇中性點(diǎn)接地方式提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料。論文還對(duì)南安地區(qū)目前正在采用的小電阻接地方式進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行效果提出其優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)其存在問(wèn)題提出了進(jìn)一步的改進(jìn)措施.通過(guò)對(duì)南安地區(qū)10kV配電網(wǎng)的深入調(diào)查、研究、試驗(yàn),得出南安市區(qū)、官橋、水頭及石井lOkV配電網(wǎng)可以繼續(xù)采用小電阻接地方式，而南安北區(qū)lOkV配電網(wǎng)采用消弧線圈接地方式更好的結(jié)論。關(guān)鍵詞：10kV電網(wǎng)；中性點(diǎn)接地方式；小電阻；消弧線圈AbstractThispaperisaimedatnanandistrictlOkVdistributionnetworkneutralpointgroundingwaychoicequestionforstudy.Paperfirstfor10kvdistributionnetworkneutralpointoperationofavarietyofwaystocarryontheanalysis，comparethecharacteristicsofallkindsofoperationmode,andthentoconductacomprehensiveinvestigationaboutthepresentsituationofnanandistrictlOkVdistributionnetwork，andtheactualmeasurementforeachsubstationlOkVbusbarcapacitancecurrentto,asthebasisforcorrectselectionofneutralpointgroundingwaytoprovideaccurateinformation.PaperalsoforSouthamptonregioniscurrentlyusingthesmallresistancegroundingmodeofsummarized，combiningwiththeactualrunningeffecttheiradvantagesanddisadvantagesareputforward,andtheproblemsexistedinfurtherimprovingmeasuresareputforward。Throughin-depthsurveyofnanandistrict10kvpowerdistributionnetwork,researchandtest,itisconcludedthatnanancity,officer,bridge,waterheadandishiilOkVdistributionnetworkcancontinuetousesmallresistancegroundingmode,thesouthnorthlOkVdistributionnetworkusingtheconclusionofarcsuppressioncoilgroundingwaybetter.Keywords:10kvpowergrid，Neutralpointgroundingway;Smallresistance；Arcsuppressioncoil目錄TOC\o”1—3”\h\z\u摘要 ⅠAbstract Ⅰ目錄 Ⅱ1緒論 3210kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式 52.1。1中性點(diǎn)不接地方式 52。1。2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式 72。1.3中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地運(yùn)行方式 93南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)現(xiàn)狀 183。1南安市區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)況 193．1．1南安市地理情況 193。1.2南安市區(qū)主網(wǎng)現(xiàn)狀 193。1。3南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)現(xiàn)狀 193.2電容電流測(cè)量 203．2．1測(cè)試方法 203.2。2測(cè)試條件 203.2.3測(cè)量結(jié)果 213.2.4測(cè)量結(jié)果分析 223。3南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的現(xiàn)狀 234南安市區(qū)10kY配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇 254。1南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇 254.1.2小電阻接地方式的優(yōu)化 264.2南安沿海地區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇 284。2。1南安沿海地區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇 284．2．2新型的中性點(diǎn)補(bǔ)償接地方式 29參考文獻(xiàn) 33致謝 351緒論1。1問(wèn)題的提出電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合性的技術(shù)問(wèn)題,它與系統(tǒng)的供電可靠性、人身安全、設(shè)備安全、絕緣水平、過(guò)電壓保護(hù)、繼電保護(hù)、通訊干擾(電磁干擾）以及接地裝置等問(wèn)題有密切關(guān)系。中性點(diǎn)接地方式的正確選擇及其在不同條件下的實(shí)旋具有越來(lái)越重要的意義。選擇配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式,應(yīng)根據(jù)各地電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電容電流水平,電纜化程度，負(fù)荷重要程度等實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后決定,最重要的指標(biāo)是電容電流水平，當(dāng)接地故障電容電流較大時(shí),一般采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)電阻接地，這一觀點(diǎn)各地供電局基本形成共識(shí)，但究竟是采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈有利，還是采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地更好，卻有很大的爭(zhēng)議.廈門(mén)供電局的要煥年高級(jí)工程師就極力反對(duì)10kV城市電網(wǎng)中性點(diǎn)采用小電阻接地方式，而是推薦消弧線圈接地方式，他認(rèn)為：采用小電阻接地方式,人為地增加了接地故障電流，對(duì)人身安全、設(shè)備安全、通信干擾帶來(lái)了不少問(wèn)題和麻煩，特別是新型消弧線圈技術(shù)有了較大的發(fā)展，微機(jī)接地保護(hù)在不增大故障電流的條件下，照樣可以有選擇性地跳開(kāi)故障線路，更顯示了諧振接地方式的優(yōu)勢(shì)。南安市的lOkV城市電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的變更有力地支持這一觀點(diǎn)。南安于1993年開(kāi)始將原來(lái)所有消弧線圈接地的lOkV城市電網(wǎng)改為小電阻接地的運(yùn)行方式，經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)線路和跳閘次數(shù)太多，最多一天跳閘4次，重合不成功，強(qiáng)送成功，或強(qiáng)送不成功，查不到故障點(diǎn)，再?gòu)?qiáng)送成功.南安小電阻接地系統(tǒng)的運(yùn)行方式先后發(fā)生多起因鑄鐵電阻熱容量不夠，單相接地過(guò)渡電阻的影響及整定值偏大導(dǎo)致電阻柜燒毀事故。另外，發(fā)現(xiàn)中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的10kV電網(wǎng)對(duì)有些接地故障不能及時(shí)跳閘，從而危及人身安全。南安供電局認(rèn)為lOkV城市電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地運(yùn)行方式存在較多的問(wèn)題，比較后認(rèn)為弊大于利.由于將中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地運(yùn)行方式全部又改為經(jīng)消弧線圈接地方式具有相當(dāng)大難度,因此南安供電局現(xiàn)在繼續(xù)維持經(jīng)電阻接地的運(yùn)行方式，而將新投lOkV城市電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式改為經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。山東省城市l(wèi)OkV配電網(wǎng)系統(tǒng)中性點(diǎn)，在市中心和市區(qū)的110kV變電站幾乎全部采用經(jīng)自動(dòng)跟蹤消弧線圈接地方式。另一方面，廣州、上海、北京、合肥許多火城市的lOkV城區(qū)電網(wǎng)己將原來(lái)中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式改為經(jīng)小電阻接地的運(yùn)行方式.經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行表明：中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式的10kV城區(qū)電網(wǎng)在一定程度上限制了內(nèi)部過(guò)電壓水平，從而減輕了對(duì)設(shè)備絕緣,特別是進(jìn)口設(shè)備絕緣的威脅，并對(duì)一些接地故障能迅速切除。南安市l(wèi)OkV電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式既采用小電阻接地又采用消弧線圈接地，到2004年10月,南安供電局已投運(yùn)的變電站共裝設(shè)lOkV中性點(diǎn)接地系統(tǒng)213套,其中經(jīng)小電阻接地方式有122套，經(jīng)消弧線圈接地有91套，有9個(gè)變電站未裝設(shè)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，屬于不接地方式。所建變電站lOkV中性點(diǎn)均為經(jīng)小電阻接地方式或經(jīng)消弧線圈地方式口。210kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式2。110kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式目前世界上運(yùn)行的10kV配電網(wǎng)，其中性點(diǎn)接地方式共有兩大類(lèi)6種：小電流接地方式類(lèi)，包括有消弧線圈接地，不接地和高電阻接地；大電流接地方式類(lèi)，包括有低電阻、低電抗和直接接地。應(yīng)用最廣泛的有3種：不接地、消弧線圈接地和小電阻接地。2。1.1中性點(diǎn)不接地方式中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)線路發(fā)生二相或三相短路時(shí)，由于故障電流值大,通過(guò)繼電保護(hù)可實(shí)現(xiàn)故障線路快速跳閘，發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障電流為三相對(duì)地電容電流之和。在以架空線路為主的電網(wǎng)中，不過(guò)數(shù)安到數(shù)十安，在以電纜線路為主的電網(wǎng)中，值可達(dá)數(shù)百安,一般說(shuō)這種接地電容電流數(shù)值不會(huì)引起繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘，因此，電網(wǎng)將帶一相接地繼續(xù)運(yùn)行,發(fā)生單相接地時(shí)，其它非接地相對(duì)地電壓升高到倍相電壓，A、B、C三相之間的線電壓，仍保持不變，不影響對(duì)用戶(hù)的正常供電，因此，允許故障持續(xù)運(yùn)行2小時(shí)。由于單相接地,電網(wǎng)中性點(diǎn)電壓發(fā)生位移,可以利用這個(gè)中性點(diǎn)位移電壓發(fā)出訊號(hào),使運(yùn)行人員有足夠時(shí)間利用異常信號(hào)尋找并排除故障點(diǎn)。當(dāng)一相接地電容電流不大時(shí),接地電弧會(huì)迅速自行熄滅,電網(wǎng)即可恢復(fù)正常運(yùn)行；當(dāng)一相接地電容電流較大時(shí)，電弧不易熄滅,產(chǎn)生熄弧與重燃交替出現(xiàn)的狀態(tài)。這時(shí)將出現(xiàn)較為嚴(yán)重的過(guò)電壓現(xiàn)象，稱(chēng)為弧光接地過(guò)電壓。此種過(guò)電壓,可分為瞬間、間歇、穩(wěn)定三種,穩(wěn)定電弧接地過(guò)電壓是接地電弧在短間隙中穩(wěn)定燃燒引起的，它和前兩者不同的是作用時(shí)間長(zhǎng)、可達(dá)數(shù)十分鐘，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，其中最大值可達(dá)到3.5倍相電壓，絕大部分小于3.0倍相電壓,這個(gè)數(shù)值對(duì)正常電氣絕緣來(lái)說(shuō)應(yīng)能夠承受,但當(dāng)存在絕緣弱點(diǎn)時(shí)，可能發(fā)生擊穿，從而發(fā)生兩相兩點(diǎn)，甚至多點(diǎn)接地現(xiàn)象.中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的另一缺點(diǎn)是容易發(fā)生電壓互感器的鐵芯飽和引起諧振過(guò)電壓.在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中10kV母線常接有測(cè)量和監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)地絕緣的電磁式電壓互感器。于是，網(wǎng)絡(luò)對(duì)線參數(shù)除了電力設(shè)備和導(dǎo)線(或母線)對(duì)地電容之外，還有電壓互感器的勵(lì)磁電感L，如圖2.1所示,正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器的勵(lì)磁阻抗是很大的,所以網(wǎng)絡(luò)對(duì)地阻抗仍呈容性，三相基本平衡，電網(wǎng)中性點(diǎn)的位移電壓很小.但當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)某些擾動(dòng)，使電壓互感器三相電磁飽和程度不同時(shí)，電網(wǎng)中性點(diǎn)就有較高電壓的位移電壓，也可能激發(fā)起諧波諧振過(guò)電壓。圖2.1帶有Yo結(jié)線電壓互感器的三相回路電網(wǎng)運(yùn)行中常見(jiàn)的電壓互感器鐵芯飽和引起諧振過(guò)電壓情況有：帶電壓互感器的空載母線突然合閘,使某一相或兩相繞組內(nèi)出現(xiàn)巨大的涌流使電壓互感的鐵芯飽和；線路瞬間單相弧光接地，使健全相電壓突然升至線電壓，而故障相在接地消失時(shí)又可能有電壓的突然上升，在這些暫態(tài)過(guò)程中也會(huì)有很大的涌流；系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生劇烈變化時(shí)，所產(chǎn)生的暫態(tài)沖擊也會(huì)引起諧振過(guò)電壓。諧振發(fā)生時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)過(guò)電壓和電壓互感器過(guò)電流，使到系統(tǒng)中弱絕緣設(shè)備發(fā)生對(duì)地閃絡(luò)和電壓互感器的高壓保險(xiǎn)熔斷,甚至燒毀電壓互感器.據(jù)資料記載對(duì)南安供電局水頭變電站和湖美變電站進(jìn)行的統(tǒng)計(jì),98年9月至95年5月在水頭變電站10kVIII段母線電壓互感器共發(fā)生熔斷高壓熔斷器8次，99年7月至8月湖美變電站10kVI、II段母線分別發(fā)生熔斷高壓熔斷器5次和6次，2001年5月18日石井變電站在10kV線路出現(xiàn)接地時(shí)，10kVII段電壓互感器B、C相燒毀，高壓熔斷器熔斷，以上變電站均采用中性點(diǎn)不接地方式運(yùn)行。2。1。2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式在電網(wǎng)中性點(diǎn)與地之間接入電感線圈后,單相接地的電容電流將得到補(bǔ)償。如能使故障點(diǎn)的殘余電流減少時(shí),就可促使電弧自動(dòng)熄滅，起這種作用的可調(diào)電感線圈即為消弧線圈，因?yàn)殡娋W(wǎng)單相接地電容性電流得到電感性電流的補(bǔ)償，故這種電網(wǎng)也稱(chēng)補(bǔ)償電網(wǎng)，這種接地方式也稱(chēng)為諧振接地方式。1．諧振接地系統(tǒng)的補(bǔ)償方式如圖2．2所示，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，通過(guò)接地點(diǎn)的總電流為電感電流和全系統(tǒng)電容電流的矢量和.電感電流與電容電流方向相反，當(dāng)消弧線圈中形成感性電流與接地電容電流大小接近時(shí)，故障點(diǎn)的電流變得很小或接近于零，當(dāng)電流過(guò)零時(shí)電弧熄滅，消弧線圈還可以減少故障相電壓的恢復(fù)速度從而減少電弧重燃的可能性。圖2．2單相接地時(shí)補(bǔ)償電網(wǎng)的接線圖設(shè)電網(wǎng)的電容電流為消弧線圈的電感電流為,則電網(wǎng)對(duì)電容電流的補(bǔ)償情況表示為:（2。1)其中=,（2.2)式中一脫諧度，一相對(duì)地電壓（正常時(shí)）若=，則=0,稱(chēng)為全補(bǔ)償，此種狀態(tài)時(shí),故障點(diǎn)殘流最小，但系統(tǒng)將發(fā)生串聯(lián)諧振,中性點(diǎn)位移電壓將達(dá)到極高的數(shù)值，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行不利，電網(wǎng)運(yùn)行中，應(yīng)避免出現(xiàn)這種全補(bǔ)償運(yùn)行方式。若〉，則〉0，稱(chēng)為欠補(bǔ)償，此種狀態(tài)下,如果發(fā)生線路跳閘或線路斷線使系統(tǒng)電容電流變小而接近電感電流,將可能產(chǎn)生全補(bǔ)償,電網(wǎng)運(yùn)行中不采用這種欠補(bǔ)償運(yùn)行方式。若〈時(shí)，〈0,稱(chēng)為過(guò)補(bǔ)償,此種狀態(tài)下,避免了由于諧振引起的中性點(diǎn)過(guò)電壓，得到了廣泛的應(yīng)用。消弧線圈的存在，使電弧暈燃的次數(shù)大為減少，從而使高幅值的過(guò)電壓出現(xiàn)的幾率較小。一般情況消弧線圈接地失諧度不大，如果線路不對(duì)稱(chēng)度很大，特別是斷路器非全相操作，線路發(fā)生單相或二相斷線時(shí)，對(duì)于消弧線圈接地系統(tǒng)，在某些條件下有可能發(fā)生串聯(lián)諧振，需加以防止。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的主要優(yōu)點(diǎn)是減少了接地故障電流，也降低了弧隙的恢復(fù)電壓上升速度，從而達(dá)到了使電弧易于熄滅和難以重燃的目的。而且脫諧度越小,這種作用越顯著。然而太小的脫諧度將導(dǎo)致正常運(yùn)行中較大的中性點(diǎn)位移,因此必須綜合兩方面的要求確定合適的脫諧度。目前我國(guó)過(guò)電壓保護(hù)規(guī)程規(guī)定，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)采用過(guò)補(bǔ)償方式，其脫諧度不超過(guò)10%；即使由于消弧線圈容量不夠而不得不采用欠補(bǔ)償方式時(shí)，脫諧度也不要超過(guò)10％；同時(shí)還要求中性點(diǎn)位移電壓一般不超過(guò)相電壓的15％。最后應(yīng)當(dāng)指出，消弧線圈的作用并不是降低弧光接地過(guò)電壓,而是由于它在熄弧和防止重燃方面的有利作用，使過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間大為縮短，降低了高幅值過(guò)電壓出現(xiàn)的概率。2.1。3中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地運(yùn)行方式配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地時(shí)，因主變低壓側(cè)繞組為△接線,需要外加接地變壓器造成一個(gè)中性點(diǎn)。外加接地變壓器零序阻抗要小,常用的接線為曲折型接線Z(圖2.3)，接地電阻直接接在z接線的高壓側(cè)中性點(diǎn)上。圖2．3Z型接線方式接地變壓器作為人為中性點(diǎn)接入電阻,接地變壓器的繞組在電網(wǎng)正常供電情況下，阻抗很高,等于勵(lì)磁阻抗，繞組中只流過(guò)很小的勵(lì)磁電流，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，繞組將流過(guò)正序，負(fù)序和零序電流，而繞組對(duì)正序、負(fù)序電流呈現(xiàn)較高阻抗，而對(duì)于零序電流則呈現(xiàn)較低阻抗，因此在故障情況下會(huì)產(chǎn)生較大的零序電流.在中性點(diǎn)接入電流互感器，將電流檢測(cè)出來(lái)送到過(guò)電流繼電器，就可以進(jìn)行有選擇性的快速保護(hù)跳閘.中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地最大的優(yōu)點(diǎn)是限制弧光接地過(guò)電壓和預(yù)防諧振過(guò)電壓。從限制弧光接地過(guò)電壓來(lái)講，電弧接地時(shí)，在電弧點(diǎn)燃熄滅過(guò)程中，系統(tǒng)積累多余的電荷,使振蕩過(guò)程加劇,從而產(chǎn)生很高過(guò)電壓。若能使這些電荷從電弧熄滅至重燃前的一段時(shí)間（半個(gè)工頻周期)內(nèi)通過(guò)中性點(diǎn)電阻泄漏掉，過(guò)電壓就能降低。電阻值越低，過(guò)電壓也越低?！?0×（2.3）引起的暫態(tài)過(guò)程與中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)沒(méi)有多大的區(qū)別.<(1～2）（2.4)過(guò)電壓就不超過(guò)2.1倍相電壓.中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的電力網(wǎng)，基本上消除了產(chǎn)生間歇弧光接地過(guò)電壓的可能性，由于健全相過(guò)電壓降低，發(fā)生異地兩相接地的可能性也隨之減少；單相接地時(shí)電容充電的暫態(tài)過(guò)電流受到抑制；能預(yù)防諧振過(guò)電壓的產(chǎn)生。但是,中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障點(diǎn)電流將增大,跳閘次數(shù)會(huì)大大增加，如果線路沒(méi)有重合閘,停電次數(shù)將會(huì)增加,供電可靠性降低。在以電纜為主的電網(wǎng)中,因故障率低,使得這一問(wèn)題并不突出。電阻接地是防止弧光接地的有效措施，具體的電阻值可以變化很大。對(duì)于電阻值的選擇一直是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。結(jié)合我國(guó)具體實(shí)際，較為合適的電阻值為=10~20Ω。小電阻接地的缺點(diǎn)是短時(shí)消耗功率大，短路電流大，產(chǎn)生的電弧會(huì)燒毀同一電纜溝內(nèi)相鄰電纜。再者大的短路電流流過(guò)，使電阻發(fā)熱量增加，給電阻制造帶來(lái)困難。另外，單相接地故障時(shí)，低壓側(cè)中性點(diǎn)對(duì)地故障電壓較高，此電壓傳導(dǎo)至電氣設(shè)備外殼時(shí),將危及人身安全。電阻.越小，弧光接地過(guò)電壓幅值就越低,但電阻尺。的選擇不僅考慮過(guò)電壓倍數(shù)，還要考慮繼電保護(hù)、人身安全、通訊干擾等因素的影響，并結(jié)合各地電網(wǎng)實(shí)際情況而定。福州、廈門(mén)選=10Ω，南安選=16Ω。2。2電網(wǎng)供電可靠性供電可靠性歷來(lái)是各國(guó)電力部門(mén)共同關(guān)注的一大問(wèn)題，它關(guān)系著供電企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，也是供電企業(yè)質(zhì)量考核的重要指標(biāo)?，F(xiàn)在世界上先進(jìn)的國(guó)家和地區(qū)，每年對(duì)用戶(hù)停電時(shí)間的總和，可以不超過(guò)25～30分鐘。美國(guó)的一些聯(lián)合電網(wǎng)，從規(guī)劃開(kāi)始就明確規(guī)定，十年內(nèi)對(duì)用戶(hù)的停電時(shí)間不超過(guò)24小時(shí)，即每年停電時(shí)間平均不超過(guò)144分鐘，目前實(shí)際停電的時(shí)間每年約為50一60分鐘。前蘇聯(lián)和西歐一些國(guó)家，規(guī)定停電時(shí)間每年不超過(guò)10~24小時(shí),前蘇聯(lián)的水平為8．76小時(shí),年，折合供電可靠率等于99．90％。我國(guó)城市電網(wǎng),設(shè)備一般比較陳舊，加上更新的改造不快，除部分主要用廣一外,供電多為單電源單回路方式,且大多數(shù)以架空線路為主,一旦發(fā)生事故不僅會(huì)給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失,同時(shí)給人民生活造成諸多不便。由于電力建設(shè)投資不足，1970年以來(lái)我國(guó)電力彈性系數(shù)長(zhǎng)期過(guò)低，系統(tǒng)的備用容量較小,自動(dòng)化程度不高,電網(wǎng)的應(yīng)變能力不足，不僅事故停電時(shí)間較長(zhǎng)，就是在正常運(yùn)行的情況下,限電和壓電的現(xiàn)象均十分嚴(yán)重。在供電可靠性方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,差距是較大的。在此種情況下,如果將城市10kV與35kV電網(wǎng)的中性點(diǎn)，由諧振接地改為低電阻接地方式，不論故障是瞬間的還是永久性的，線路開(kāi)關(guān)必須跳閘，對(duì)用戶(hù)突然停電,不僅供電可靠性會(huì)降低,而且加重了運(yùn)行維護(hù)工作量，如果開(kāi)關(guān)的遮斷容量不足，后果就更加嚴(yán)重.南安市于1993年采用低電阻接地方式,經(jīng)過(guò)4年多的運(yùn)行，確認(rèn)跳閘次數(shù)太多(最多一天跳閘4次）。以市郊的東田鎮(zhèn)站為例，供電面積約30km2,10kV饋線是以架空為主的混合型線路，2000年共跳閘75次，架空線跳閘高達(dá)122．65／次百公里·年.由于供電可靠性太差，現(xiàn)已改回諧振接地方式。泉州局的10kV電網(wǎng)1992年和1993年的統(tǒng)計(jì),10kV的線路因零序過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作跳閘354次,其中280次造成停電事故占79．1%，重合成功只有74次，占20．9％，而重合閘低的主要原因是相間短路形成的殘留性故障；同時(shí)1993年所損失的電量是1992年的4.4倍。自動(dòng)重合閘是發(fā)生單相接地后的一種有效的補(bǔ)救措施，跳閘后故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)和小電流過(guò)零自動(dòng)熄滅絕緣恢復(fù)效果是一樣的,但重合閘無(wú)疑以短時(shí)中斷供電作為代價(jià)。瞬時(shí)中斷供電町能會(huì)使某些連續(xù)性生產(chǎn)線受到破壞，有的直接經(jīng)濟(jì)損失是慘重的，同時(shí)帶來(lái)不良的社會(huì)影響。南安局在事故統(tǒng)計(jì)中表明，2000年的瞬時(shí)故障基本上是雷害、(濕閃）污閃和小動(dòng)物所致,因此認(rèn)為，小電阻接地方式抵御能力差。南安局在走訪一些用戶(hù)的配電設(shè)施時(shí)發(fā)現(xiàn)，有的開(kāi)關(guān)柜自投運(yùn)以來(lái)從沒(méi)有清掃過(guò)，積污非常嚴(yán)重，至于防止小動(dòng)物、防潮措施幾乎一無(wú)所有，很難控制，這就造成很容易發(fā)生單相接地。諧振接地方式短路電流較小，故障易消除，而小電阻接地方式短路電流較火，故障不能自行消除，故抵御能力較差。南安美林變電站lOkV小電阻接地系統(tǒng)1987年～1989年跳閘次數(shù)統(tǒng)計(jì)如表所示跳閘原因分類(lèi)見(jiàn)表2.2從表2。1可以看出,美林變采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式后，1988～1989年線路故障跳閘總次數(shù)有所增加,但重合閘裝置動(dòng)作的成功率也相應(yīng)有所提高。作者認(rèn)為，這是由于采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式后，內(nèi)過(guò)電壓倍數(shù)大大降低,持續(xù)時(shí)間短，一些瞬間閃絡(luò)不致發(fā)展擴(kuò)大為絕緣損壞事故所致，因此實(shí)際停電時(shí)間并沒(méi)有增加。表2．1美林變電站跳閘統(tǒng)計(jì)表年度跳閘（次)應(yīng)重合(次)重合成功（次）重合成功率零序跳閘（次）應(yīng)重合（次）重合成功（次)重合成功率19872019842％800-198825201470%1010880%198929252184%14141178。6％表2．2變電站跳閘原因分類(lèi)表年度總次數(shù)相間故障跳閘單相故障跳閘次數(shù)外力破壞動(dòng)物短路絕緣損壞樹(shù)枝碰線其他原因次數(shù)外力破壞斷線接地絕緣損壞其他原因19872121243121988251543210281989291542135142111美林變電10kV系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不按地方式，全年發(fā)生4次lOkV電纜頭擊穿爆炸故，采用低電阻接地方式后，1988年發(fā)生兩起絕緣損壞事故，1989年發(fā)生兩起絕緣損壞事故。美林變電站在采用低電阻接地方式后，可見(jiàn)絕緣事故有所減少.從供電的可靠性來(lái)講，諧振接地有很大的優(yōu)勢(shì)，在考慮使用小電阻接方式時(shí)，也慮考慮本地的地理?xiàng)l件（濕度等）、大氣污染狀況等因素.2.3人身安全人身安全,也是選擇中性點(diǎn)接地方式的一個(gè)主要方面,對(duì)于人身安全主要考慮:人接觸接地的設(shè)備金屬部件(正常時(shí)不帶電)；單相接地電流入地點(diǎn)附近的跨步電壓；人直接觸及處于工作電壓卜f的帶電部分。有些報(bào)道中解釋在小電阻接地系統(tǒng)中有的誤觸高壓設(shè)備時(shí),保護(hù)能夠迅速跳閘沒(méi)有造成傷亡事故,是低電阻接地的一火優(yōu)點(diǎn)，從目前的運(yùn)行來(lái)看，小電阻接地方式對(duì)人身安全不容忽視.是否造成傷亡的關(guān)鍵是觸電者接觸帶電體的方式和觸電后體態(tài)的歸向及搶救得力與否等因素，大都是隨機(jī)的。只有使保護(hù)跳閘的電流沒(méi)有或少最通過(guò)人體而經(jīng)其它主渠道流散這一先決條件成立才能避免傷亡.人體通過(guò)工頻極限電流是10mA，零點(diǎn)幾秒的相電壓加在人體的極端部位，就可置人于死地。小電阻接地方式在定值上有死區(qū)，導(dǎo)線與地之間保持著固定的電位差，遇到高過(guò)渡電阻時(shí)接地電流太小,零序保護(hù)不會(huì)動(dòng)作跳閘，后果非常嚴(yán)重.美林變電站lOkV電網(wǎng)采用中件點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式后，1987～1990年避免了4起可能導(dǎo)致人員高壓觸電傷t：的事件：1988年9月8日美林變南金線22＃桿檔中吊車(chē)碰撞c相導(dǎo)線，F(xiàn)20零序保護(hù)動(dòng)作跳閘：1988年11月3日省東線25＃一49＃桿檔中被挖泥機(jī)碰觸c相導(dǎo)線，F(xiàn)20零序保護(hù)動(dòng)作跳閘；從以上統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來(lái)看，中性點(diǎn)諧振接地方式和低電阻接地方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，低電阻接地方式在國(guó)內(nèi)的運(yùn)行來(lái)看,各地反應(yīng)的情況也存在較大的差異，對(duì)兩種中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行進(jìn)一步的理論分析和計(jì)算，顯得尤為重要。在中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)中，為了分析故障點(diǎn)故障的形式對(duì)繼電保護(hù)的影響即故障點(diǎn)電阻值對(duì)故障電流的影響，電科院在北京地區(qū)專(zhuān)門(mén)就10kV中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的電網(wǎng)做了多種情況下的單相接地特性實(shí)驗(yàn)；裸線掉在濕地上故障電流大，可自動(dòng)跳閘;裸線掉在干狀態(tài)的樹(shù)枝上故障電流不到7A不能自動(dòng)跳閘:裸線掉在雨后干狀態(tài)的水泥地上故障電流約20A，兩次跳閘時(shí)間為2．3和1。5s；裸線掉在瀝青地上故障電流由小變大約15s跳閘，跳閘時(shí)電流為110A；絕緣線掉在濕地上前兩次因絕緣線端頭陳舊而速跳;第三次端頭新未跳閘：絕緣線掉在水泥地上第一次未跳閘；第二次地面灑上水約18s跳閘；絕緣線掉在瀝青地上故障電流小未跳閘。由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以看出，故障電流大，可以迅速跳閘，接地電阻高，故障電流小，零序過(guò)電流繼電保護(hù)很難跳閘。2。4通訊干擾輸電線路電磁場(chǎng)對(duì)通訊與信號(hào)系統(tǒng)的干擾問(wèn)題也是相當(dāng)重要的，在某些國(guó)家（例如日本），它還是選擇中性點(diǎn)接地方式的決定因素。每一條交流輸電線路的周?chē)臻g都建立起交變電磁場(chǎng)，而交變電磁場(chǎng)將在臨近的導(dǎo)體回路內(nèi)感應(yīng)出電壓，當(dāng)這種回路是位于高壓輸電線路附近的通信線路或信號(hào)系統(tǒng)時(shí)，感應(yīng)出來(lái)的電壓就可能造成嚴(yán)重的干擾，甚至危急工作人員的安全或引起信號(hào)裝置的誤動(dòng)作.輸電線路所造成的干擾有兩種,一種時(shí)低頻干擾，另一種是音頻干擾，造成干擾的途徑也有兩種，一種是靜電感應(yīng)，一種是電磁感應(yīng)。當(dāng)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，則無(wú)論中性點(diǎn)接地方式如何，中性點(diǎn)的位移電壓都等于零,各相電流以及對(duì)地電壓數(shù)值相等,因而它們?cè)诰€路周?chē)臻g各點(diǎn)所造成的電場(chǎng)和磁場(chǎng)均彼此抵消，不會(huì)對(duì)通訊系統(tǒng)造成干擾和影響。如三相有些不對(duì)稱(chēng)，中性點(diǎn)位移雖不等于零，但也不會(huì)很大,因而干擾也不嚴(yán)重，但對(duì)持續(xù)存在的零序分量應(yīng)予以一定的注意。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的接地電流通常都是很小的，因而一般不會(huì)在通信線路上感應(yīng)出很高的電壓。但是,也應(yīng)該注意，這種系統(tǒng)最容易同直接接地系統(tǒng)的故障電流差不多的.干擾的嚴(yán)重程度并不是取決于電流的大小,而是同地中電流的延續(xù)時(shí)間及波形有密切的關(guān)系.不接地系統(tǒng)一般沒(méi)有作用于跳閘的接地保護(hù)裝置,接地故障的延續(xù)時(shí)問(wèn)較長(zhǎng),還有發(fā)弧時(shí)的高頻振蕩，因而干擾比較嚴(yán)重.從干擾的角度來(lái)看，中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地當(dāng)然是不利的一種接地方式，不過(guò)也應(yīng)該指出，在這種條件下,由于接地故障被迅速切除，所以干擾延續(xù)的時(shí)間是最短的。諧振接地方式的干擾有三種表現(xiàn)形式，即工頻干擾、音頻干擾和接觸干擾。所謂工頻干擾是指電網(wǎng)正常運(yùn)行或單相接地故障運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)位移電壓對(duì)鄰近通訊線路產(chǎn)生的干擾，前者低于15％的額定相電壓：后者等于相電壓,起控制作用。但與電磁干擾相比，其值相當(dāng)?shù)臀?那么為何在正常運(yùn)行的情況又會(huì)引起某種程度干擾呢？其原因主要還是由電磁干擾引起的。只要降低電網(wǎng)的不對(duì)稱(chēng)度，限制通過(guò)消弧線圈的不對(duì)稱(chēng)電流，問(wèn)題便解決了。音頻干擾可以忽略不計(jì)，這是諧振接地方式值得重視的一大優(yōu)點(diǎn).此乃因零序阻抗趨近無(wú)限大使然。而中性點(diǎn)不接地方式的零序阻抗遠(yuǎn)小于上述數(shù)值,通常稱(chēng)之為“中性點(diǎn)絕緣"的概念是錯(cuò)誤的。從表面上看中性點(diǎn)不接地,實(shí)質(zhì)上是經(jīng)過(guò)電容接地的，因其容抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無(wú)限大。若當(dāng)其值與15倍頻率的阻抗相等時(shí)，因承受變壓器勵(lì)磁回路產(chǎn)生的三次諧波電壓,便可能引起音頻干擾。這是諧振接地方式與中性點(diǎn)不接地方式的不同之處.接觸干擾是指高壓線路斷線后，落到通訊線路上產(chǎn)生的干擾。一般誤認(rèn)為這一情況是十分危險(xiǎn)的，但仔細(xì)分析起來(lái)并非如此.因?yàn)橹C振接地塒三相電容不平衡是非常敏感的,此時(shí)相當(dāng)于發(fā)生了單相接地故障，因故障相的電壓大大減小,電力線與通訊線之間流過(guò)的電流，幾乎可以小到忽略不計(jì)的程度.國(guó)外50kV系統(tǒng)的遠(yuǎn)行經(jīng)驗(yàn)，完全證實(shí)了這一分析.如果萬(wàn)一將通訊線路的絕緣擊穿，因殘流甚小通訊線路將會(huì)共享諧振接地方式的優(yōu)點(diǎn).對(duì)于現(xiàn)代化誠(chéng)市而言，諧振接地方式的這些優(yōu)點(diǎn)就越加明顯了。2.5配電網(wǎng)接地方式的比較電網(wǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)與中性點(diǎn)的運(yùn)行方式有密切的關(guān)系，不同中性點(diǎn)接地方式的電網(wǎng)有著不同的運(yùn)行特性，下面是經(jīng)消弧線圈和經(jīng)小電阻兩種接地方式電網(wǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)比較，前者代表中性點(diǎn)自動(dòng)補(bǔ)償經(jīng)消弧裝置接地，后者代表經(jīng)小電阻接地方式。電網(wǎng)絕緣水平:電網(wǎng)當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，前者非故障線路對(duì)地電壓上升為系統(tǒng)的線電壓；而后者非故障相電壓在線電壓和相電壓之間，比前者要小，因此，前者要求電網(wǎng)的絕緣水平高，而后者要求低。供電的連續(xù)性、可靠性和故障范圍：當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生永久性接地故障時(shí)，前者將接地故障電流降低到殘流值后,對(duì)永久性故障實(shí)現(xiàn)跳閘檢修,對(duì)瞬時(shí)性接地故障能夠自動(dòng)消除，有時(shí)前者町以帶故障運(yùn)行,時(shí)間可以延長(zhǎng)到2個(gè)小時(shí)；后者因?yàn)槭堑碗娮杞拥氐碾娋W(wǎng)，接地電流將明顯增加，電網(wǎng)對(duì)所有故障瞬間跳閘切除故障線路。人身安全：接地故障電流的威脅主要表現(xiàn)在接觸電壓和跨步電壓兩個(gè)方面，前者故障后系統(tǒng)可以帶故障運(yùn)行，且由于消弧線圈的補(bǔ)償作用，接地點(diǎn)接地電流很小，其跨步電壓和接觸電壓小，對(duì)人身安全危險(xiǎn)??；小電阻接地方式的電網(wǎng)發(fā)牛單相接地故障時(shí)，故障電流大，在故障點(diǎn)和中性點(diǎn)附近形成了危險(xiǎn)的跨步電壓和接觸電壓,對(duì)人身安全危險(xiǎn)大.繼電保護(hù)的選擇:后者雖然供電可靠性差、但是零序過(guò)電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)便，選線工作容易實(shí)現(xiàn)，前者在發(fā)生單相接地故障時(shí)故障線路殘流很小，選線工作的實(shí)現(xiàn)比較困難。對(duì)通訊與信號(hào)系統(tǒng)的干擾:輸電線路造成的干擾主要通過(guò)兩種途徑，一種是靜電感應(yīng)，一種是電磁感應(yīng)，電力系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，出現(xiàn)的零序電壓和零序電流是強(qiáng)大的干擾源。在經(jīng)消弧線圈接地的小電流接地系統(tǒng)中，其主要作用是靜電感應(yīng)：在經(jīng)小電阻接地的大電流接地系統(tǒng)中，則是電磁感應(yīng)為主.靜電感應(yīng)可以用比較簡(jiǎn)單的方法限制，但是，電磁感應(yīng)的消除要困難的多，消弧線圈接地在降低對(duì)通信與信號(hào)系統(tǒng)的干擾方面的優(yōu)越性是很明顯的，因?yàn)橐坏┌l(fā)生單相接地故障，感應(yīng)回路中的電流在其中的分布都是受控制的，而和接地?zé)o關(guān)，中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地對(duì)通信與信號(hào)系統(tǒng)的干擾而言是一種不利的接線方式，所以必須采取接地故障的迅速切除,減少干擾持續(xù)的時(shí)間.表2．4列出了各種中性點(diǎn)接地方式的優(yōu)缺點(diǎn),說(shuō)明中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)涉及到電力系統(tǒng)許多方面的綜合問(wèn)題，在選擇中性點(diǎn)接地方式時(shí)，必須考慮一系列因素,其中主要是人身安全、供電可靠性、電氣設(shè)備和線路的絕緣水平,繼電保護(hù)工作的可靠性、對(duì)通信和信號(hào)的干擾等。3南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)現(xiàn)狀3.1南安市區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)況3．1．1南安市地理情況南安市位于福建省東南部，現(xiàn)轄溪美鎮(zhèn)、美林街道、柳城街道、侖蒼鎮(zhèn)、英都鎮(zhèn)、翔云鎮(zhèn)、東田鎮(zhèn)、官橋鎮(zhèn)、水頭鎮(zhèn)、石井鎮(zhèn)、蓬華鎮(zhèn)、詩(shī)山鎮(zhèn)、碼頭鎮(zhèn)、金淘鎮(zhèn)、眉山鄉(xiāng)、向陽(yáng)鄉(xiāng)、九都鎮(zhèn)、羅東鎮(zhèn)、樂(lè)峰鎮(zhèn)、梅山鎮(zhèn)、洪瀨鎮(zhèn)、洪梅鎮(zhèn)、康美鎮(zhèn)、省新鎮(zhèn)、霞美鎮(zhèn)2個(gè)鄉(xiāng)、21個(gè)鎮(zhèn)及2個(gè)街道。市中心區(qū)包括溪美鎮(zhèn)、美林街道、柳城街道三個(gè)，南安地區(qū)總?cè)丝诩s147萬(wàn)人,面積2036平方公里。3.1.2南安市區(qū)主網(wǎng)現(xiàn)狀南安市區(qū)電網(wǎng)主要依靠省網(wǎng)供電，地方小火電、風(fēng)電作為補(bǔ)充供電電源，電網(wǎng)主要電壓等級(jí)為220／110／35／10(干伏）。2013年底，南安市區(qū)有220kV變電站4座，110kV變電站28座，35kV變電站7座，1lOkV變電站全部實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班運(yùn)行。3.1.3南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)現(xiàn)狀接地方式：南安北區(qū)10kV配電網(wǎng)主要接線方式為樹(shù)干式接線、放射式接線和單環(huán)網(wǎng)接線。開(kāi)關(guān)房10kV接線采用單母或單母分段的接線，配置兩個(gè)電源進(jìn)線柜、配電房一般安裝了一臺(tái)至兩臺(tái)配電變壓器，容量在315kVA～800kVA之問(wèn)。南安北區(qū)10kV配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，基本無(wú)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，主要接線有樹(shù)十式接線和放射式接線。開(kāi)關(guān)房10kV接線采用單母線或單母線分段的接線方式，配置兩個(gè)電源進(jìn)線柜，配電房一般安裝了一臺(tái)配電變壓器，容量在200kVA~1600kVA。10kV配電線路：南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)屬混合線路嘲，其中市區(qū)以電纜線路為主。北區(qū)則以架空線路為主。早年整改的豐十線電纜截面較小，多為70～150mm2，近年則基本采用截面較大的電纜，多為240～300mm2,均采用交聯(lián)聚乙烯電纜.全市架空線多采用LGJ型鋼芯鋁絞線,主干線導(dǎo)線截面為95～150mm2，次于線為70～90mm2,分支線25～50mm2.3.2電容電流測(cè)量3．2．1測(cè)試方法利用廣州智光電氣有限公司生產(chǎn)的DRC—I型配電網(wǎng)接地電容電流測(cè)量?jī)x,采用“異頻信號(hào)注入法”，結(jié)合變頻、微機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)，通過(guò)在變電站母線PT二次的開(kāi)口三角端注入一定頻率的非工頻信號(hào)，即可從接地電容電流測(cè)量?jī)x上直接讀取電容電流值，接線見(jiàn)圖3．1。圖3．110kV配電網(wǎng)電容電流測(cè)量接線圖3。2.2測(cè)試條件圖6中的R代表母線高壓側(cè)中性點(diǎn)增設(shè)的消諧電阻，用于限制諧振過(guò)電壓。部分變電站裝設(shè)了電阻R，測(cè)量時(shí)應(yīng)短接R,否則應(yīng)引起較大的誤差，甚至無(wú)法進(jìn)行測(cè)量.進(jìn)行配電網(wǎng)電容電流測(cè)量時(shí)，母線應(yīng)分列運(yùn)行，如果母線并列運(yùn)行,應(yīng)保證測(cè)量母線上只有一個(gè)PT運(yùn)行。否則,因母線上有多個(gè)PT，導(dǎo)致PT間相互分流，會(huì)引起較大誤差，此時(shí)的測(cè)量結(jié)果會(huì)小于母線的實(shí)際電容電流值。配電網(wǎng)通過(guò)消弧線圈或小電阻接地的系統(tǒng)，測(cè)量時(shí)應(yīng)退出消弧線圈或小電阻。開(kāi)口三角端（3Uo)安裝的消諧電阻（140Ω)及其負(fù)載不影響電容電流的測(cè)量。3。2.3測(cè)量結(jié)果2004年8月9日至13表3.4220kV玉葉變電站的測(cè)量結(jié)果母線編號(hào)第1次（A)第2次（A）第3次（A）第4次（A）平均值(A）10kV1M22。9121。2522.4323.0422.4110kV2M12.2912。2911。6111。6911。97表3.5220kV貴峰變電站的測(cè)量結(jié)果母線編號(hào)第1次（A）第2次（A）第3次（A)第4次（A）平均值（A）10kV1M129.3127。9127。6125.6127。610kV2M151.5144.9145.7147.0147.3表3.6110kV湖美變電站的測(cè)量結(jié)果母線編號(hào)第1次（A）第2次（A）第3次（A）第4次（A）平均值(A)10kV1M49.2348。6949.2749.9849.2910kV2M63。2463。1463。8364.1463.6310kV3M39。2839。2139。0838。5739.04表3.7110kV溪美變電站的測(cè)量結(jié)果母線編號(hào)第1次（A)第2次（A）第3次（A）第4次（A）平均值（A）10kV1M66.7767.0668。8668。3667.7710kV2M66。2065.6465。0764。0165.23表3。8110kV湖美變電站的測(cè)量結(jié)果母線編號(hào)第1次（A）第2次(A)第3次（A）第4次（A）平均值（A）10kV1M109。10108.60110。10110。50109。6010kV2M109.20108.60109。20108.80108。90表3.9110kV美林變電站的測(cè)量結(jié)果母線編號(hào)第1次(A）第2次(A）第3次（A）第4次（A）平均值（A）10kV1M系統(tǒng)對(duì)地為純阻性，無(wú)測(cè)量結(jié)果表3.10110kV坵洋變電站的測(cè)量結(jié)果母線編號(hào)第1次（A)第2次（A）第3次（A）第4次（A）平均值（A）10kV1M開(kāi)口角電壓回路異常，無(wú)測(cè)量結(jié)果3.2。4測(cè)量結(jié)果分析電容電流，測(cè)量結(jié)果基本與估算值相符,測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠。10kV美林變電站的測(cè)量中,切除小電阻,在切換測(cè)試儀注入PT開(kāi)口三角測(cè)量回路的電源頻率時(shí)，測(cè)量回路的等效阻抗，容抗沒(méi)有任何變化。分析認(rèn)為:該段母線中有出線與其他站內(nèi)的10kV線路環(huán)網(wǎng)，而其他站有小電阻接地,故無(wú)法測(cè)量。110kV坵洋變電站的測(cè)量中，測(cè)試儀無(wú)法向PT開(kāi)口三角測(cè)量回路注入信號(hào)，分析認(rèn)為；PT開(kāi)口三角回路異常，可能為開(kāi)路，故無(wú)法測(cè)量。各變電站的電容電流測(cè)量結(jié)果大部分母線段超過(guò)30A，見(jiàn)表3.22，對(duì)尚未裝設(shè)小電阻接地方式的變電站應(yīng)及時(shí)采取措施，裝設(shè)消弧線圈或小電阻接地方式。表3.22各變電站母線段電容電流統(tǒng)計(jì)表電容電流小于10A10A~30A大于30A無(wú)測(cè)量值母線數(shù)量24252比例6%12%76%6％按變電站所屬區(qū)域劃分，市區(qū)、官橋、水頭、石井變電站電容電流較大，其他變電站電容電流較小。3.3南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的現(xiàn)狀1996年4月以前，南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)全部采用不接地方式運(yùn)行,由于部分變電站10kV線路大量采用電纜，母線電容電流較大(最大的達(dá)100A)，經(jīng)常出現(xiàn)諧振過(guò)電壓和弧光接地過(guò)電壓。據(jù)對(duì)110kV湖美變電站10kVⅡ段母線的統(tǒng)計(jì),96年9月18日～97年5月25日期間,多次出現(xiàn)PT諧振過(guò)電壓，共燒斷PT高壓熔斷器8次,110kV美林變電站于投產(chǎn)后運(yùn)行1個(gè)多月時(shí)間，10kVI、2004年4月起，南安市區(qū)分別在美林變電站10kVI、Ⅱ段，湖美變電站III段，詩(shī)山變電站I、1I母線上裝設(shè)了可調(diào)電抗器與消諧電阻串聯(lián)方式的微機(jī)控制自動(dòng)消弧裝置,對(duì)防止諧振過(guò)電壓和弧光接地過(guò)電壓起到很好的抑制作用，但由于自動(dòng)消弧裝置當(dāng)時(shí)的制造質(zhì)量不高，10kV線路單相接地時(shí)，消弧線圈有很大的振動(dòng)響聲,運(yùn)行中燒毀了一臺(tái)，檢修維護(hù)工作量大，且無(wú)法進(jìn)行正確的故障選線,經(jīng)過(guò)3年多運(yùn)行后,1999年11月全部改造為小電阻接地方式。2005年6月起，南安市區(qū)分別在部分變電站10kV母線加裝了小電阻接地方式，到目前為止己在13座變電站的24段母線上裝設(shè)了小電阻接地方式，分別選擇了16Ω和15Ω兩種電阻器(見(jiàn)表3．23),其他5座變電站采用不接地方式。表3．23各變電站lOkV母線電容電流及接地方式表電壓等級(jí)變電站名稱(chēng)母線編號(hào)線路條數(shù)電容電流/A接地方式電阻值Ω220kV玉葉變10kV1M522。41不接地1610kV2M211.97小電阻16220kV貴峰變10kV1M11127。60小電阻1610kV2M10147。30小電阻16110kV湖美變10kV1M849。29小電阻1610kV2M963。63小電阻16110kV溪美變10kV1M1067。77小電阻1610kV2M865.23小電阻16110kV湖美變10kV1M10109。60小電阻1610kV2M9108.90小電阻16110kV美林變10kV1M9無(wú)測(cè)量結(jié)果小電阻15110kV坵洋變10kV1M8無(wú)測(cè)量結(jié)果不接地4南安市區(qū)10kY配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇4。1南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇4。1。1南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇從上面對(duì)南安市區(qū)配電網(wǎng)的調(diào)查可知，南安市區(qū)7座變電站中，除玉葉站、坵洋站兩座郊區(qū)變電站采用電纜和架空線混合線路外，其它5座變電站均以電纜線路為主，目前已在12座變電站中裝設(shè)了小電阻接地方式。在實(shí)際運(yùn)行中，具有下列優(yōu)點(diǎn)：有效地降低單相接地故障時(shí)非故障相的過(guò)電壓，抑制弧光接地過(guò)電壓，消除諧振過(guò)電壓和斷線過(guò)電壓.可采用絕緣水平較低的電纜，減少配電網(wǎng)的投資，同時(shí)原有絕緣水平較低的電纜可繼續(xù)運(yùn)行。單相接地故障時(shí)，流過(guò)故障線路的電流較大，零序電流保護(hù)有較好的靈敏度，可以較容易地切除接地線路。隨著光纖通信的普及，小電阻接地方式對(duì)通信干擾影響越來(lái)越小。接地變壓器和電阻器運(yùn)行較為可靠,檢修維護(hù)工作量少.基于南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和接地方式現(xiàn)狀，建議南安市區(qū)繼續(xù)采用小電阻接地方式，并盡快存坵洋變電站10kVI段母線裝設(shè)小電阻接地方式。玉葉變電站10kVI、II段母線分別通過(guò)分裂電抗器連接,10kVI段母線不必單獨(dú)裝設(shè)小電阻接地，這樣，南安市區(qū)將形成統(tǒng)一的接地模式，便于環(huán)網(wǎng)柜的推廣和應(yīng)用。有利于完善10kV配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu).南安市區(qū)采用小電阻接地方式，同時(shí)也存在下面的問(wèn)題：架空線路由于瞬時(shí)故障較多，造成線路跳閘率高,使供電可靠性下降，影響正常供電。單相接地故障時(shí),按地電流較大，當(dāng)故障發(fā)生在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)時(shí)，很容易造成開(kāi)關(guān)柜三相短路，甚至開(kāi)關(guān)柜“火燒連營(yíng)”。所以在選擇小電阻接地方式時(shí),還需對(duì)這種接地方式進(jìn)行優(yōu)化，并選擇絕緣能力較強(qiáng)的全工況開(kāi)關(guān)柜。4.1.2小電阻接地方式的優(yōu)化中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地電網(wǎng)在發(fā)生永久性或瞬時(shí)性故障時(shí),都可以實(shí)現(xiàn)立即跳閘切除故障線路,正是這種運(yùn)行特點(diǎn)，決定了它在架空線路或是供電可靠性要求比較高的電纜線路里面應(yīng)用的局限性.如果采用小電阻按地方式和綜合重合閘配合使用，那么可以大大地提高供電可靠性。下面根據(jù)10kV中性點(diǎn)經(jīng)16Ω電阻接地的10kV配電系統(tǒng)的固有特性,提出為提高供電靠性,對(duì)傳統(tǒng)的10kV饋線三相一次重合閘改進(jìn)為10kV饋線綜合重合閘的邏輯條件和改進(jìn)辦法.4.1.2。1重合閘改進(jìn)問(wèn)題的提出我國(guó)10kV配電網(wǎng)長(zhǎng)期以來(lái)主要采用中性點(diǎn)不接地方式或經(jīng)消弧線圈接地方式運(yùn)行，這也使傳統(tǒng)的10kV饋線三相一次重合閘裝置只有一種重合閘方式，即開(kāi)關(guān)位置不對(duì)應(yīng)重合閘方式。隨著10kV中性點(diǎn)經(jīng)16Ω或15Ω電阻接地方式在南安供電局配網(wǎng)的采用,變電所中少量10kV架空出線或電纜和架空混合出線，發(fā)生單相接地故障造成三相跳閘的次數(shù)明顯增加,這就影響了日前配電系統(tǒng)供電的可靠性。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，這些單相接地故障有85%以上是瞬時(shí)性故障，通常存饋線故障停電以后進(jìn)行巡線檢查時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的故障點(diǎn)，經(jīng)1～2個(gè)小時(shí)后饋線試送電成功。對(duì)于10kV饋線這一類(lèi)單相接地瞬時(shí)性故障,如果在饋線保護(hù)中投入重合閘方式，則能實(shí)現(xiàn)三相跳閘一次重合閘的功能，而可以提高饋線供電的可靠性。但是，投入10kV饋線重合閘裝置又有一些問(wèn)題必須考慮：為了防止變電所10kV饋線近端短路造成主變線圈變形損壞或斷路器事故，必須設(shè)置電流速斷保護(hù)閉鎖重合閘方式。對(duì)于電纜和架空混合線路，可以考慮采用安全性較高的單相接地故障二相一次重合閘方式，此時(shí)故障線路的斷路器開(kāi)斷或重合的短路電流只是主要由單相接地故障時(shí)10kV中性點(diǎn)的電壓和中性點(diǎn)16Ω電阻所確定的阻性電流（在設(shè)計(jì)中電阻的選擇使得阻性電流遠(yuǎn)大于容性電流)，約為400A。一些遠(yuǎn)離變電所的10kV開(kāi)閉所,如果短路電流較小，也可以考慮采用開(kāi)關(guān)位置小對(duì)應(yīng)重合閘方式。為了解決以上一些問(wèn)題，南安供電局在對(duì)變電所進(jìn)行10kV中性點(diǎn)經(jīng)16Ω或15Ω電阻接地改造的同時(shí)，對(duì)10kV饋線三相一次重合閘的邏輯流程進(jìn)行改進(jìn),并開(kāi)發(fā)慮用10kV饋線綜合重合閘。4。1.2.210kV饋線微機(jī)保護(hù)綜合重合閘4。1。2.2.1關(guān)鍵技術(shù)原理單相接地故障啟動(dòng)三相重合閘邏輯原理圖如圖4．1所示圖4．1單相接地故障啟動(dòng)三相重合閘邏輯原理圖設(shè)計(jì)原理：稱(chēng)為接地故障電流區(qū)分值，可由控制字整定。=K·(=400A，可靠系數(shù)K取1．1~1．25)。利用單相接地故障時(shí)，或較小且接近單相接地故障阻性電流特征值，其它故障時(shí)或較大的特性判別單相接地故障與其它故障。當(dāng)可靠系數(shù)K取1.25,則控制字整定為500A.4。1.2.2.210kV饋線微機(jī)保護(hù)綜合重合閘邏輯原理下面簡(jiǎn)述由作者參與提出的邏輯構(gòu)思，由南京自動(dòng)化設(shè)備總廠開(kāi)發(fā)的饋線微機(jī)保護(hù)綜合重合閘的邏輯原理。原有10kV饋線保護(hù)為南自廠WXB．121二相二元件二段過(guò)流式饋線微機(jī)保護(hù)，在原有硬件基礎(chǔ)上更換軟件，使微機(jī)保護(hù)具有三種重合閘方式的功能。單相接地重合閘：?jiǎn)蜗嘟拥厝嘁淮沃睾祥l,其它故障不重合;速斷閉鎖重合閘：?jiǎn)蜗嘟拥鼗蜻^(guò)流保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)重合閘；不對(duì)應(yīng)重合閘：開(kāi)關(guān)位置不對(duì)慮啟動(dòng)重合閘。單相接地重合閘:本重合閘方式啟動(dòng)三相重合閘需同時(shí)滿足下列邏輯條件:零序電流3人于接地電流整定值；A相和C相電流值都小于系統(tǒng)單相接地故障區(qū)分電流值；電流速斷保護(hù)不動(dòng)作;控制字在“單相接地：重合閘"。電流速斷閉鎖重合閘:本重合閘方式在單相接地或過(guò)流保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)重合閘，而電流速斷保護(hù)動(dòng)作則閉鎖重合閘。單相接地肩動(dòng)三相重合閘需同時(shí)滿足下列邏輯條件:零序電流3大于接地電流整定值；A相和C相電流值都小于系統(tǒng)單相接地故障區(qū)分電流值；電流速斷保護(hù)不動(dòng)作；控制字在“速斷閉鎖重合閘”。過(guò)流保護(hù)啟動(dòng)三相重合閘需同時(shí)滿足下列邏輯條件:過(guò)流保護(hù)動(dòng)作；零序電流保護(hù)不動(dòng)作;電流速斷保護(hù)不動(dòng)作;控制字在“速斷閉鎖重合閘”.開(kāi)關(guān)位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘：本重合閘方式啟動(dòng)三相重合閘需同時(shí)滿足下列邏輯條件：電流速斷保護(hù)或過(guò)流保護(hù)或零序電流保護(hù)動(dòng)作;控制字在“不對(duì)應(yīng)重合閘”。4。1.2.2.310kV饋線微機(jī)保護(hù)綜合重合閘的邏輯原理圖10kV饋線微機(jī)保護(hù)綜合重合閘的邏輯原理圖如圖4.2所示圖4．210kV饋線微機(jī)保護(hù)綜合重合閘的邏輯原理圖4.2南安沿海地區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇4。2。1南安沿海地區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇南安沿海地區(qū)目前有110kV變電站11座,分別為西莊變電站、塘上變電站、后田變電站、內(nèi)厝變電站、龍鳳變電站、石豐變電站、石井變電站、郭前變電站、集控區(qū)變電站、水頭變電站和下邦變電站,在這11座變電站中。均采用架空線和電纜混合線路，以架空線為主,南安沿海地區(qū)10kV配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較強(qiáng)，運(yùn)行環(huán)境惡劣（地處沿海，空氣鹽分含量高,且經(jīng)常遭受臺(tái)風(fēng)襲擊)，已有5座變電站10kV母線電容電流超過(guò)30A。目前除石井變電站采用不接地方式外，其他變電站均采用小電阻接地方式。南安沿海地區(qū)10kV配電網(wǎng)在運(yùn)行中暴露下面的問(wèn)題：10kV架空線殘IU，經(jīng)常出現(xiàn)斷線接地現(xiàn)象；石井變電站接地故障跳閘幾率高；塘上變電站、后田變電站偶爾出現(xiàn)諧振過(guò)電壓、燒斷PT高壓熔斷器.2006年9月2日綜合以上因素，建議南安沿海地區(qū)10kV配電網(wǎng)采用經(jīng)消弧線圈接地方式，考慮到同一區(qū)域采用統(tǒng)一的接地方式為宜,建議將石井變電站小電阻接地改為消弧線圈接地(小電阻設(shè)備退出后可裝于南安北區(qū)變電站）。塘上變電站和后田變電站應(yīng)盡快加裝消弧線圈接地.西莊變電站目前10kV出線較少,電容電流不大,可暫時(shí)采用小接地方式運(yùn)行，待10kV出線增加，電容電流超過(guò)10A后再采用消弧線圈接地方式.采用消弧線圈接地時(shí)，應(yīng)選用自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)調(diào)諧的消弧線圈接地系統(tǒng)，使配電網(wǎng)經(jīng)常處在最佳狀態(tài)下運(yùn)行,并采用自動(dòng)選線跳閘裝置，適應(yīng)無(wú)人值班變電站的要求。4．2．2新型的中性點(diǎn)補(bǔ)償接地方式中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的10kV系統(tǒng)單相接地時(shí)可繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)，經(jīng)消弧線圈接地可以減少跳閘次數(shù),而日．由于接地電容電流與消弧線圈電感電流相互補(bǔ)償，瞬時(shí)單相接地故障不易發(fā)展為相間故障，對(duì)通訊系統(tǒng)的干擾很小。但傳統(tǒng)的消弧線圈本身調(diào)節(jié)不方便，不能適應(yīng)無(wú)人值班變電站的要求，日．調(diào)節(jié)不慎會(huì)引起諧振，不能適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展需要,制約了中性點(diǎn)諧振接地方式的應(yīng)用。隨著10kV系統(tǒng)容性電流的不斷增大,自動(dòng)化水平的不斷提高,國(guó)內(nèi)中性點(diǎn)補(bǔ)償接地方式有了較大的發(fā)展，出現(xiàn)了自動(dòng)消弧及選線成套裝置以及快速消弧線圈加快速選線跳閘等新型接地方式。快速消弧線圈加快速選線跳閘，即采用快速可控消弧線圈消除瞬時(shí)性接地故障，而當(dāng)非瞬時(shí)性故障發(fā)生時(shí)，快速選出接地故障線路并跳閘。快速可控消弧線圈除滿足伏安轉(zhuǎn)性曲線在O～1．1倍相電壓范圍內(nèi)線性、快速響應(yīng)和適應(yīng)配電網(wǎng)快速發(fā)展變化這三個(gè)重要性能外，還有如下特點(diǎn)：不調(diào)節(jié)消弧線圈的勵(lì)磁阻抗，而在高短路阻抗變壓器的二次側(cè)采用可控硅來(lái)調(diào)節(jié)短路阻抗,圖4．3、圖4．4為該消弧線圈的原理結(jié)構(gòu)和等效電路.圖4．3快速可控消弧線圈原理結(jié)構(gòu)圖4．4等效電路圖4．3中,變壓器的高壓繞組作為工作繞組（NW)接入配電網(wǎng),低壓繞組作為控制繞組(CW）被兩個(gè)反向并聯(lián)的可控硅（SCR)短路。圖4．4中,為變壓器的短路阻抗，為變壓器勵(lì)磁阻抗。為可控硅的可變等效阻抗。該變壓器的特點(diǎn)是短路阻抗約100％，比普通變壓器大許多。NW的等效感抗由可控硅的導(dǎo)通角控制，導(dǎo)通角在0o～180o之間連續(xù)改變時(shí)，NW所輸出的補(bǔ)償電流在O至額定電流之間無(wú)級(jí)連續(xù)變化。此外,加入一個(gè)第3階段繞組作為補(bǔ)償繞組接入相應(yīng)的濾波器，將可控硅工作產(chǎn)生的諧波限制在允許值以?xún)?nèi)。由于可控硅與線幽連接，工作既無(wú)電壓、電流突變，無(wú)反峰電壓的良好工況下，其安全性可得到保障。新型消弧線圈經(jīng)大量檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)踐，表明它具有快速響應(yīng)（5ms內(nèi)可輸出補(bǔ)償電流)、線性伏安特性（在0～1。1倍相電壓范圍內(nèi)是一條直線），輸出電流可在0至額定電流范圍內(nèi)連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，實(shí)時(shí)控制，無(wú)需裝設(shè)防阻尼繞組，消弧效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)良性能。消弧線圈使接地故障電流變?yōu)楹苄〉臍埩?，消弧線圈性能越好,殘流就越小,選線就越困難，福建省電力試驗(yàn)研究所研制的配電網(wǎng)接地故障智能檢測(cè)裝置與新型消弧線圈相結(jié)合采用零序電量加小擾動(dòng)的原理提高選線的準(zhǔn)確度.該裝置采用了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP)技術(shù)和14位模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)芯片，還使用了低電流下具有足夠精度的零序電流互感器，確保了選線的快速性和準(zhǔn)確性。TOC\o”1-3"\h\z\u論文通過(guò)分析10kV電網(wǎng)中性點(diǎn)各種接地方式的優(yōu)缺點(diǎn)、國(guó)內(nèi)各地的運(yùn)行情況并對(duì)南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)進(jìn)行深入的調(diào)查、研究、試驗(yàn)，得出如下結(jié)論：對(duì)以架空線路為主的電網(wǎng)，考慮到其瞬間接地短路所占的比例較大，加之架空線路絕緣程度較高,建議采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。對(duì)以電纜為主的電網(wǎng)，考慮到電纜故障多為永久性故障，長(zhǎng)時(shí)間帶故障運(yùn)行對(duì)電纜(絕緣較弱）的威脅比較大，建議采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地。南安市區(qū)分為互為獨(dú)立的南北兩個(gè)區(qū)域,由于兩個(gè)區(qū)域的地理結(jié)構(gòu),經(jīng)濟(jì)條件不同,造成10kV配電網(wǎng)差別較大，南北兩個(gè)區(qū)域的10kV配電網(wǎng)中