變電站可控電阻接地系統(tǒng)原理及其投運(yùn)工作

阮志杰

摘 要：配電站中性點(diǎn)的接地方式有兩種，一種是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，另外一種是中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地。兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)而且也只適用于一定的條件，可控電阻接地系統(tǒng)綜合了這兩種接地方式的優(yōu)點(diǎn)，文章淺析可控接地系統(tǒng)的工作原理，并且對(duì)其投運(yùn)工作進(jìn)行一定的闡釋。

關(guān)鍵詞：可控電阻消弧線圈；小電阻；接地變

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）35-0073-02

Abstract： There are two ways to ground the neutral point of distribution station， one is that the neutral point is grounded by arc-suppression coil， and the other is that the neutral point is grounded by small resistance. The two methods have their own advantages and disadvantages and are only suitable for certain conditions. The controllable resistance grounding system synthesizes the advantages of the two grounding modes. This paper analyzes the working principle of the controllable grounding system， and explains the operation of the controllable grounding system.

Keywords： controllable resistance arc-suppression coil； small resistance； grounding transformer

1 概述

電力系統(tǒng)供電可靠性的一項(xiàng)重大決策就是配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇，配網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式有兩種，一種是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，另外一種是中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地可以有效減少故障電流同時(shí)還能減少線路跳閘的次數(shù)，但是整個(gè)配電網(wǎng)需承受較長(zhǎng)時(shí)間工頻過(guò)電壓，要求設(shè)備的絕緣水平高，與此同時(shí)，線路保持長(zhǎng)時(shí)間的單相接地故障也存在人身安全風(fēng)險(xiǎn)。中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地對(duì)設(shè)備的絕緣水平要求會(huì)低一些，同時(shí)也能避免長(zhǎng)時(shí)間工頻過(guò)電壓在配電系統(tǒng)的存在，但是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)故障點(diǎn)的接地電流很大，容量越大的配網(wǎng)系統(tǒng)越明顯。

綜上所述的兩種中性點(diǎn)接地方式各有利弊，每一種方式只適用于一定的條件?？煽仉娮杞拥叵到y(tǒng)綜合了上述兩種接地方式的優(yōu)點(diǎn)，采用大功率的可控電阻技術(shù)和可控消弧線圈技術(shù)，通過(guò)配置智能的控制器，能夠?qū)崟r(shí)追蹤配電網(wǎng)并準(zhǔn)確感知線路單相接地故障，能夠?qū)λ矔r(shí)性單相接地故障電流進(jìn)行補(bǔ)償進(jìn)而消除故障，能夠?qū)Ψ撬矔r(shí)性單相接地故障通過(guò)線路跳閘來(lái)隔離。該系統(tǒng)針對(duì)瞬時(shí)接地故障和非瞬時(shí)接地故障有不同的處理方式，不僅供電可靠性得到了提高而且人身風(fēng)險(xiǎn)能夠有效降低。

2 可控電阻接地系統(tǒng)工作原理

2.1 可控電阻接地系統(tǒng)工作原理

可控電阻接地系統(tǒng)通過(guò)智能控制器能夠綜合使用消弧線圈和小電阻，切換靈活。針對(duì)不同階段的接地故障，不僅能夠?qū)λ矔r(shí)接地故障使用消弧線圈來(lái)吸收電容電流，而且能夠?qū)Ψ撬矔r(shí)故障使用小電阻接地技術(shù)快速隔離故障，同時(shí)這系統(tǒng)還配置了可以對(duì)最多40條線路實(shí)現(xiàn)零序電流保護(hù)告警或者跳閘。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)接地故障一體化的解決方案，系統(tǒng)的供電可靠性得到了提高。

2.2 可控電阻接地系統(tǒng)工作流程

如圖1所示，當(dāng)線路發(fā)生單項(xiàng)接地故障，系統(tǒng)首先會(huì)控制消弧線圈來(lái)吸收故障點(diǎn)的電容電流以消除瞬時(shí)性單項(xiàng)接地故障；當(dāng)單相接地時(shí)間超過(guò)系統(tǒng)整定時(shí)間10s時(shí)，系統(tǒng)會(huì)控制高壓接觸器投入小電阻使其產(chǎn)生明顯的特征信號(hào)，使得饋線保護(hù)裝置動(dòng)作來(lái)跳開(kāi)接地故障線路隔離非瞬時(shí)性單相接地故障。

2.3 可控電阻接地系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)電容的控制方式

采用“隨調(diào)”控制方式，即：當(dāng)配電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，控制消弧線圈的電感使之遠(yuǎn)離與配電系統(tǒng)的對(duì)地電容發(fā)生諧振的區(qū)域；當(dāng)配電系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，立即按照所測(cè)的配電網(wǎng)對(duì)地容抗調(diào)節(jié)消弧線圈的電感，快速輸出感性補(bǔ)償電流。

3 可控電阻接地系統(tǒng)投運(yùn)工作

3.1 投運(yùn)前確認(rèn)事項(xiàng)

本次投產(chǎn)的新設(shè)備按國(guó)家《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》要求安裝完畢，試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合交接驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求，安裝設(shè)備的出廠資料、圖紙及試驗(yàn)報(bào)告齊全，并經(jīng)質(zhì)檢驗(yàn)收簽證，具備投運(yùn)條件。運(yùn)行人員已經(jīng)進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉ZGLR型可控電阻成套裝置的測(cè)量原理、動(dòng)作原理，掌握成套裝置操作方法，并在每次操作、巡視檢查后做好相應(yīng)記錄。所有相關(guān)零序保護(hù)定值和裝置參數(shù)按繼保定值通知單要求整定好，壓板投退按壓板方式投退表執(zhí)行。接地變保護(hù)、可控型電阻成套裝置控制器完成整組傳動(dòng)試驗(yàn)，傳動(dòng)開(kāi)關(guān)正常；檢查確認(rèn)每臺(tái)接地變的分接頭位置已處于三相不平衡位置（三相檔位分別調(diào)為2/3/4檔）。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)分析與控制措施

針對(duì)設(shè)備故障對(duì)人員的傷害：在斷路器分合、裝置啟停過(guò)程中人員應(yīng)遠(yuǎn)離設(shè)備，應(yīng)待設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定后方可近距離檢查。

針對(duì)接操作、調(diào)試錯(cuò)誤引發(fā)設(shè)備故障、跳閘：編寫(xiě)相關(guān)設(shè)備操作的典型操作票；參考典型操作票填寫(xiě)操作票，并經(jīng)五防模擬。操作前認(rèn)真核對(duì)設(shè)備雙編號(hào)，操作時(shí)配專職監(jiān)護(hù)人；調(diào)試、測(cè)試工作應(yīng)填寫(xiě)工作票。明確工作任務(wù)和范圍，設(shè)備專人監(jiān)護(hù)，隔離有關(guān)聯(lián)跳回路，并嚴(yán)防CT回路開(kāi)路和PT回路短路接地；操作、調(diào)試錯(cuò)誤引發(fā)設(shè)備故障、跳閘及時(shí)上報(bào)調(diào)度。

針對(duì)接入系統(tǒng)時(shí)運(yùn)行方式錯(cuò)誤：一般不允許可控型電阻成套裝置和傳統(tǒng)消弧線圈兩者所在母線并列運(yùn)行。特殊情況下需要母線并列運(yùn)行時(shí)，則需將可控型電阻成套裝置退出，該段母線上饋線發(fā)生單相接地，由當(dāng)值調(diào)度輪切；系統(tǒng)故障時(shí)，若備自投裝置動(dòng)作合上分段開(kāi)關(guān)后，調(diào)度員應(yīng)盡快將可控型電阻所在的接地變開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；站內(nèi)所有消弧線圈接地裝置均完成改造投運(yùn)后，該風(fēng)險(xiǎn)解除。

3.3 投運(yùn)注意事項(xiàng)

變電站共安裝兩套可控型電阻成套設(shè)備，根據(jù)停電安排，實(shí)行分段施工，分段投運(yùn)的模式；任一套可控型電阻成套裝置投運(yùn)前，除了確保成套裝置本身安裝試驗(yàn)完畢，功能完好外，同時(shí)必須確保該段母線上所有饋線保護(hù)裝置（連同接地變保護(hù)）的零序電流保護(hù)功能完好，定值設(shè)置正確；可控型電阻成套裝置一般不允許和傳統(tǒng)消弧線圈并列運(yùn)行，兩者所在母線不允許并列運(yùn)行。特殊情況下需要母線并列運(yùn)行時(shí)，則需將可控型電阻成套裝置退出；全部工程完成后，可控型電阻成套裝置按運(yùn)行規(guī)程運(yùn)行。

3.4 分段投運(yùn)模式下的臨時(shí)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換

已完成#1消弧線圈改造可控電阻接地后，在#2消弧線圈未完成改造前，執(zhí)行以下臨時(shí)運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換策略：

#1主變檢修時(shí)：10kV1、2M并列運(yùn)行：先退出#1接地變可控型電阻，再并列。此時(shí)10kV1M母線上所有饋線選線功能失效，10kV1M母線上饋線發(fā)生單相接地，由當(dāng)值調(diào)度輪切。

#2主變檢修時(shí)：10kV1、2M并列運(yùn)行：先退出#1接地變可控型電阻，再并列。此時(shí)10kV1M母線上所有饋線選線功能失效，10kV1M母線上饋線發(fā)生單相接地，由當(dāng)值調(diào)度輪切。

3.5 裝置運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換

可控型電阻的投入：（1）投入接地變保護(hù)聯(lián)跳壓板；

（2）合上中心屏交、直流電源，檢查控制器液晶屏顯示正常；（3）合上接地變中性點(diǎn)至消弧線圈間單相隔刀閘（若無(wú)則無(wú)需此操作）；（4）合上接地變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)；（5）觀察系統(tǒng)控制器測(cè)量顯示的電壓、電流、母聯(lián)分合狀態(tài)正常。

可控型電阻的退出：（1）斷開(kāi)接地變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)；（2）

拉開(kāi)接地變中性點(diǎn)至消弧線圈間單相隔離刀閘；（3）退出

該接地變保護(hù)聯(lián)跳壓板；（4）合上接地變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)。

3.6 日常運(yùn)維要求

檢查設(shè)備外觀是否完整無(wú)損，各部分連接是否牢固可靠，無(wú)異聲、異味；檢查絕緣部件外絕緣表面是否清潔、有無(wú)裂紋、破損及放電現(xiàn)象；紅外測(cè)溫檢查接點(diǎn)、接頭有無(wú)過(guò)熱、發(fā)紅，檢查引線有無(wú)拋股斷股現(xiàn)象，金具應(yīng)完整；設(shè)備接地應(yīng)良好；檢查底座構(gòu)架是否牢固，有無(wú)傾斜、變位；控制屏柜、端子箱內(nèi)應(yīng)無(wú)受潮，接線端子無(wú)積塵并清潔，控制裝置運(yùn)行正常無(wú)異常告警信號(hào)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上文所述，可控電阻接地系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)接地故障一體化的解決方案，變電站通過(guò)接入可控電阻接地系統(tǒng)就能夠大大地提高了供電可靠性[1]。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮剛.編寫(xiě)輸變電設(shè)備投運(yùn)啟動(dòng)方案的探討[J].廣東輸電與變電技術(shù)，2003，01：54-55.