10kV小电阻接地系统运行管理研究

10kV小电阻接地系统运行管理研究

王俊达1陈晓芳2王淑婷1

(1国网山西省电力公司太原供电公司山西太原030000;2国网山西省电力公司计量中心山西太原030000)

摘要：配电网的中性点接地方法是一个多因素的技术问题，一直是国内和国际研究的热点。传统小电阻接地系统在高阻接地或间歇接地故障时接地电流非常小，不满足零序电流保护要求，这种现象长时间会烧毁电阻器。针对这种现象，提出一种新型小电阻接地系统。在分析10kV配电网中性点小电阻接地技术的结构和特点的基础上，用Matlab对新型小电阻接地系统进行仿真。仿真证明，新型小电阻接地系统比传统的小电阻接地系统更加安全可靠，对我国配电网自动化的发展可以提供参考和借鉴。

关键词：配电网；中性点；小电阻接地

引言

随着经济的快速发展，人们的生活在不断改善，对电力系统的要求也越来越高。为此，国家也采取相关的改进措施保证电力系统的正常运行，例如将10kV的配电网络埋在地下进行传输，既扩增容量又保证用电安全。然而，消弧线圈的接地模式的容量消耗非常大，并且通常不使用该方法。在现阶段电力系统运行的基础上，研究人员要加快分析进度，努力让10kV小电阻接地系统的运行更加完善。

1接地方式的分析

1.1消弧线圈接地方式

中性点通过消弧线圈接地，主要是因为小电弧线圈的感应电流可以有效地补偿电网对地的电容电流。确保单相接地故障电流保持在10A，这样不可手动操作的电弧可以在绝缘后自动熄灭并恢复。城市中电网的配置是将电缆作为材料，这会使电容电流的数值很大，且难以确保残余接地电流的数值在10A之下，所以必须将中性点位移电压控制在一定范围内。其次，校准电弧线圈不能有效补偿谐波电流，因为我国部分城市电网的谐波电流比为5％-15％。谐波电流远远超过10A，线圈的接地电压可能不在特定的范围内。

1.2小电阻接地特点

空弧接地电压保持在一定范围内，中性点通过一个小电阻串联在接地分配网络中。电弧熄灭后，系统通过中性点的电阻释放电容器中的剩余电荷。电压幅度在正常操作与下一次电弧放电期间单相接地时情况相同，此时的电压必须控制在一定值内。避免不同谐振电压对电路影响的最佳措施是中性点保持较低的电阻。对于谐振电路来说，它具有的阻尼电阻与连接到两端的系统对地电容器的阻尼电阻相同，因为阻尼电阻很小，可以减少多个不同谐振电压对电路的影响。也可通过控制运行期间的电压来减小影响，这是一种零间距保护动作。隔离故障线路，并假设这一点上的接地故障是永久性故障。当处理故障线路时，不执行重合闸，其在操作期间控制电压。操作时隔离不安全因素也是保护措施之一。当接地系统通过一个小电阻连接时，可在短时间之内隔离电源，这就有效控制了操作过程中的电压。小电阻的这些特点可有效提高系统运行的稳定性。由于系统的工作频率增加以及一段时间内电压的倍数较低，并且没有间歇性的金属氧化物避雷器来提高系统的保护性能，小电阻就能有效地控制电压，并将工作电压保持在较低水平。因此，在中性点使用小电阻器接地可确保流过电气设备的电压较低，从而提高绝缘能力并降低成本。故障线路在第一次断开时，中性点和小电阻连接在一起，进入系统的配置零序电流能在在很短的时间内切断电路。故障电路流过的电流值很大，零序电流可以有效地保护系统，并且零序电流的灵敏度得到充分发挥。

2小电阻接地系统运行要求

根据小电阻接地系统运行特点，为确保电力系统安全，运行中应遵循以下原则。在小电阻接地系统中，原则上不允许失去接地设备运行。变电站送电倒闸操作顺序：先合上主变低压侧主断路器，再合接地变断路器，然后操作母线上的其它设备，停电时则应反向操作。但在事故处理情况下，为确保用户供电可靠性，允许母线短期失去小电阻设备运行，但应注意退出接地变保护跳10千伏主断路器的压板。小电阻接地系统中，应避免两台接地变压器长期并列运行，仅在倒闸操作过程中可短时并列。当小电阻接地变电站内两段10千伏带接地变的母线需长期并列运行时，应退出其中1台接地变。在地区电网小电阻改造过程中，系统中同时存在经消弧线圈接地与经小电阻接地等不同接地方式，需注意不同接地方式系统不可长期并列运行，仅在小电阻接地系统与小电阻接地系统间进行转供负荷操作时，考虑短时并列。

3小电阻接地系统的操作注意事项

3.1小型接地系统的操作和操作要求

中性点和小电阻连接并接地使用之后，如果需要中性点不接地，就需要专业的工程师进行审核。为控制单向接地电流，从理论上来说两台或者更多的接地装置不能同时运行，除非在进行倒闸或者系统发生了其他意外情况的时候，在特定的时间之内两台或者更多的接地装置可同时使用。如果10kV小电阻的不同端接地系统时并联线路，则只能操作一个接地系统。剩下的不需要运行，两端或者更多的母线使用相同的接地装置。如果接地装置需要在监控或测试过程中结束运行，当线路零序CT和零序保护没有故障时，两端母线可以使用相同的接地装置。

3.2单相接地故障处理

如果使用单相接地，工人应记录操作流程并调查是否已解决接地故障。运行人员在对电力系统定期进行检测时，应该全方位进行检查，特别是检查保护程序、分析保护程序的运行是否科学。小电阻接地系统在运行过程中，开关处于空档位置时零序保护电路将跳闸，除此之外任何开关都不会跳闸。如果故障点为零序保护电路，则应在第一时间断开故障线路，并打开两侧的侧边开关。并确保母线和剩余线路不会出现供电现象，同时将发生故障的区域隔离起来，通知专业人员处理。如果只有中性点零序保护动作，且所有插座零序保护都没有动作信号。应检查所有主要设备，尤其是连接到母线的动作计数器。如果没有异常，退出母线所有输出线的重合闸，并使用短路零序保护方法逐个检查输出开关；如果发现异常，应切断两侧的插座开关和刀开关，以恢复母线和其他插座的电源。

3.3接地变压器需要由开关控制

接地变压器会自动跳闸。使用相同的接地装置，以确保中性点以较小的阻力运行。如果主变压器用于运行母线的两端，则应注意主变压器是否匹配。

4小电阻接地系统配网线路保护配置原则

变电站小电阻改造原则上应与配电自动化线路改造相配合，避免线路重复停电。基本原则如下：小电阻接地系统10千伏配网线路快分开关和智能环网柜，应配置两段式零序电流保护，动作于跳闸。不满足要求的应尽快予以更换；配网线路快分开关和智能环网柜零序电流采样原则与变电站保护配置零序电流采样原则相同；配备保护装置的配网用户原则上均应配置零序电流保护，动作于跳闸，以防用户内部接地故障造成越级跳闸，扩大停电范围。

结语

小电阻接地系统在我国城市电网中应用广泛。然而，在小电阻接地系统运行中，有一定数量的电阻燃烧事故发生，这极大地限制了小电阻系统的应用。针对这一问题，根据接地电阻的阻抗特性，提出新型的小电阻接地系统。如果中性点电压低于阈值电压，系统呈现高阻状态。如果中性点电压高于阈值电压，系统呈现小电阻状态。新型小电阻接地系统是确保电力设备正常运行的有效保证，是电力系统发展的关键。该系统尚未进入实践阶段，还有很多工作需要去完成，新型接地电阻器由大阻抗向小电阻状态转换过程对电网的影响还需要进一步研究和分析。

参考文献:

[1]陈育峰.中山地区10kV配电系统小电阻接地方式应用分析[J].科技资讯,2014(01):53.

[2]徐浩强,薛磊.10kV城市配电网中性点接地方式的研讨[J].高电压技术,1993,19(2):58-61.