10kV小電阻接地系統(tǒng)零序電流保護(hù)探究與運(yùn)行

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市配電網(wǎng)的架空線(xiàn)逐漸被電纜替代，由此造成配電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地電容電流大幅增加，給系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生威脅。本文主要介紹了小電阻接地系統(tǒng)零序電流計(jì)算，并以此為理論基礎(chǔ)探究小電阻接地系統(tǒng)零序電流保護(hù)配置原則和多回線(xiàn)同相接地故障對(duì)零序電流保護(hù)的影響。

關(guān)鍵詞：10kV 小電阻 零序電流 接地變

1、 接地方式的分析

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市配電網(wǎng)的架空線(xiàn)逐漸被電纜替代，由此造成配電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地電容電流大大增加，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)流過(guò)故障點(diǎn)的電容電流相應(yīng)變大，對(duì)傳統(tǒng)利用消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成了嚴(yán)重威脅。

我國(guó)10kV配網(wǎng)系統(tǒng)接地方式主要有中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地，它們主要優(yōu)缺點(diǎn)如下表所示：

當(dāng)發(fā)生10kV接地時(shí)：①對(duì)小電阻接地系統(tǒng)：首先會(huì)由接地間隔的零序保護(hù)跳自身開(kāi)關(guān)，若接地故障不能切除，則由10kV小電阻間隔零序保護(hù)再跳閘切除分段和主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)。對(duì)應(yīng)的保護(hù)裝置均會(huì)有保護(hù)跳閘的信息。②對(duì)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)：消弧選線(xiàn)會(huì)判別接地線(xiàn)路，發(fā)跳閘令跳線(xiàn)路開(kāi)關(guān)，跳閘信息在消弧選線(xiàn)裝置處查詢(xún)，對(duì)應(yīng)間隔的保護(hù)裝置不會(huì)有保護(hù)跳閘的信息。

2、 小電阻接地系統(tǒng)短路電流計(jì)算

中性點(diǎn)小電阻接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)示意圖如圖 1 所示 。EA、EB、EC 分別為三相電源電勢(shì)；IA、IB、IC 分別為三相的電容電流；r、C 分別為對(duì)地絕緣電阻及對(duì)地電容量，通常三相基本相等，且r阻值非常大可以忽略不計(jì)；RN為中性點(diǎn)接地電阻，R為發(fā)生A相接地故障時(shí)的接觸電阻。

根據(jù)圖1有：

在中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式中，通過(guò)選取合適的中性點(diǎn)小電阻可以控制流過(guò)接地點(diǎn)的零序電流，目前，廣東地區(qū)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中選取的電阻值為10Ω。

3、小電阻接地系統(tǒng)零序電流保護(hù)分析

3.1 接地故障下零序電流保護(hù)的動(dòng)作特性

對(duì)于小電阻接地，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流大，同時(shí)造成故障相失壓嚴(yán)重，嚴(yán)重影響本饋線(xiàn)和其他饋線(xiàn)的供電可靠性，必須迅速切除故障線(xiàn)路，因此，對(duì)于接地故障配置了三段式電流保護(hù)和兩段式零序電流保護(hù)。同時(shí)考慮故障線(xiàn)路保護(hù)和開(kāi)關(guān)存在拒動(dòng)的可能，因此在中性點(diǎn)接地電阻回路中設(shè)置接地變零序電流保護(hù)作為饋線(xiàn)的后備保護(hù)和母線(xiàn)的主保護(hù)，作用于跳開(kāi)變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)。

3.2 多回線(xiàn)同相接地故障對(duì)零序電流保護(hù)的影響

當(dāng)多回線(xiàn)路同時(shí)發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電流的分布特征將發(fā)生很大變化，多回饋線(xiàn)故障對(duì)零序電流的分流作用，各饋線(xiàn)在不同故障條件下，將導(dǎo)致部分饋線(xiàn)零序電流大幅下降的情況，而匯入接地變的零序電流和單回線(xiàn)接地故障零序電流相似。饋線(xiàn)故障時(shí)可能因?yàn)榱阈螂娏鞯臏p少而拒動(dòng)而越級(jí)跳閘。

4、 接地變運(yùn)行管理注意事項(xiàng)

10kV小電阻接地系統(tǒng)在保證電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性上發(fā)揮著重要作用，接地變的運(yùn)行過(guò)程中，由于管理不當(dāng)而發(fā)生接地變保護(hù)誤動(dòng)的情況，因此需注意以下事項(xiàng)：

（1） 、只有一臺(tái)接地變的變電站，無(wú)論是否完成小電阻改造，接地變均保持投入。

（2） 、有兩臺(tái)接地變的變電站，兩臺(tái)均未完成小電阻改造的變電站，接地變均保持投入。

（3） 、有兩臺(tái)接地變的變電站，且已完成兩臺(tái)接地變小電阻改造的變電站：

若10kV分段500開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，則各段母線(xiàn)分別保持一臺(tái)接地變?cè)谕度霠顟B(tài)；若10kV分段500開(kāi)關(guān)合上時(shí)，僅一臺(tái)接地變投入，另一臺(tái)接地變開(kāi)關(guān)保持熱備用；

如果兩臺(tái)接地變均兼站變且需要兩臺(tái)都運(yùn)行時(shí)，拉開(kāi)其中一臺(tái)接地變兼站變的中性點(diǎn)刀閘；如果一臺(tái)接地變兼站變，另一臺(tái)為接地變，兩臺(tái)都運(yùn)行，拉開(kāi)其中接地變兼站變的中性點(diǎn)刀閘。

（4）、有兩臺(tái)接地變的變電站，目前只完成了一臺(tái)接地變小電阻改造的變電站：

若10kV分段500開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，則各段母線(xiàn)分別保持一臺(tái)接地變?cè)谕度霠顟B(tài)；先完成#2接地變小電阻改造，10kV分段500開(kāi)關(guān)合上時(shí)，需將#2接地變開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)熱備用；先完成#1接地變小電阻改造，10kV分段500開(kāi)關(guān)合上時(shí)，需將#1接地變開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)熱備用。

5、總結(jié)

本文首先介紹了10kV小電阻接地系統(tǒng)零序電流保護(hù)情況，對(duì)小電阻接地系統(tǒng)單相接地零序電流進(jìn)行計(jì)算，為小電阻接地系統(tǒng)零序電流保護(hù)提供了理論依據(jù)，通過(guò)對(duì)接地故障下零序電流保護(hù)的動(dòng)作特性和多回線(xiàn)同相接地故障對(duì)零序電流保護(hù)的深入分析，揭示了兩種不同情況下小電阻接地系統(tǒng)零序電流保護(hù)誤動(dòng)的原因，最后介紹了10kV接地變運(yùn)行注意事項(xiàng)。

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作者簡(jiǎn)介：

高小征（1989.01-），男，河南南陽(yáng)人，研究生學(xué)歷，電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化。