配電網(wǎng)中性點(diǎn)兩種接地形式下的運(yùn)行數(shù)據(jù)之我鑒

李輝 閻定強(qiáng)

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局，云南昆明 650100）

0.引言

長期以來，昆明地區(qū)配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式運(yùn)行，通過裝設(shè)小電流接地系統(tǒng)選線裝置完成接地線路選線。由于小電流接地系統(tǒng)的一些特點(diǎn)，特別是對人身安全的考慮，對接地線路實(shí)現(xiàn)快速跳閘的需求不斷凸顯。為此我們開始了一些探索，為以后選擇何種接地方式打好前站。

1.兩種接地方式簡介

為便于對比兩種接地方式效果，項(xiàng)目實(shí)施中在該站10kV Ⅰ段母線上加裝了直接接地的小電阻設(shè)備，在10kV Ⅱ段母線上加裝智能多模型小電阻設(shè)備。

1.1 小電阻直接接地方式

將10kV Ⅰ段母線上的1 號(hào)站用變更換為接地變，在其中性點(diǎn)加裝一臺(tái)16Ω 小電阻并投入運(yùn)行。詳見圖1 小電阻直接接地方式接線示意圖。

此接線方式投入運(yùn)行后10kV Ⅰ母相關(guān)系統(tǒng)已轉(zhuǎn)變?yōu)榇箅娏鹘拥叵到y(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)再發(fā)生單接地時(shí)故障電流已不僅為系統(tǒng)電容電流，而且包含了單相短路電流，此時(shí)與該系統(tǒng)內(nèi)10kV 出線保護(hù)配合構(gòu)成零序過流保護(hù)，確保了故障線路快速跳閘，在犧牲了部分供電可靠性的情況下降低了故障點(diǎn)人員觸電風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 小電阻直接接地方式示意圖

1.2 智能多模小電阻接地模式

將站內(nèi)10kV Ⅱ段母線上的2 號(hào)站用變更換為接地變，并在其中性點(diǎn)加裝消弧電抗及16Ω 小電阻后投入運(yùn)行。詳見圖2 智能多模型小電阻接地方式示意圖。

此接線方式與小電阻直接接地相比增加了消弧電抗器，同時(shí)小電阻與系統(tǒng)連接處增加了真空快速斷路器，為智能投切的需要增設(shè)了一套控制系統(tǒng)并組屏安裝在繼電保護(hù)室，相比小電阻直接地該系統(tǒng)較為復(fù)雜。

其工作原理為不斷計(jì)算系統(tǒng)電容電流大小，當(dāng)10kV Ⅱ段母線供電系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生線路單相接地故障時(shí)，經(jīng)由可控硅快速投入消弧電抗器，進(jìn)行消弧補(bǔ)償，如10s 內(nèi)（可設(shè)定不同時(shí)間定值）接地故障消失則控制器發(fā)出命令切除消弧電抗器，而后系統(tǒng)整組返回至待命狀態(tài)。如10s 內(nèi)接地故障依然存在，則控制器發(fā)出命令，啟動(dòng)小電阻系統(tǒng)側(cè)的快速真空斷路器將小電阻投入系統(tǒng)，此時(shí)該系統(tǒng)變?yōu)榇箅娏鹘拥叵到y(tǒng)，由繼電保護(hù)裝置根據(jù)單相短路的故障電流進(jìn)行選擇性跳閘，將發(fā)生單相接地短路的故障線路切除。

圖2 智能多模小電阻接地方式示意圖

2.兩段母線上的出線情況及對比

為更好地對比兩種接地方式的優(yōu)缺點(diǎn)，分別統(tǒng)計(jì)了兩段母線相關(guān)送電線路的架空線路與電力電纜長度。

2.1 10kV 系統(tǒng)線路情況

（1）10kV Ⅰ段母線系統(tǒng)內(nèi)線路情況（表1）。

表1 10kVⅠ段母線系統(tǒng)內(nèi)線路情況

（2）10kV Ⅱ段母線系統(tǒng)內(nèi)線路情況（表2）。

表2 10kV Ⅱ段母線系統(tǒng)內(nèi)線路情況

2.2 10kV Ⅰ、Ⅱ段母線上出線情況對比分析

（1）線路總長度比：

（2）架空線路長度比：

（3）電力電纜長度比：

3.運(yùn)行情況分析對比

收集兩套接地置投入運(yùn)行以來的運(yùn)行數(shù)據(jù)，作如下分析比對。

3.1 運(yùn)行數(shù)據(jù)收集

10kV Ⅰ、Ⅱ段母線上出線接地故障情況（2015 年10月22 日至2016 年11 月2 日）。

（1）10kV Ⅰ段母線上出線接地故障情況（表3）。

表3 10kVⅠ段母線上出線接地故障情況

（2）10kV Ⅱ段母線上出線接地故障情況（表4）。

表4 10kVⅡ段母線上出線接地故障情況

統(tǒng)計(jì)得出：

10kV Ⅰ、Ⅱ段母線上出線接地故障情況（2016 年11 月3 日至2017 年12 月31 日）。

（1）10kV Ⅰ段母線上出線接地故障情況（表5）。

（2）10kV Ⅱ段母線上出線接地故障情況（表6）。

（1）10kV Ⅰ段母線上出線接地故障情況（表7）。

（2）10kV Ⅱ段母線上出線接地故障情況（表8）。

表5 10kVⅠ段母線上出線接地故障情況

表6 10kV Ⅱ段母線上出線接地故障情況

統(tǒng)計(jì)得出：

10kVI、Ⅱ段母線上出線接地故障情況（2018 年1 月1 日至5 月31 日）。

表7 10kVⅠ段母線上出線接地故障情況

表8 10kV Ⅱ段母線上出線接地故障情況

統(tǒng)計(jì)得出：

3.2 對比分析

10kV Ⅰ段母線相關(guān)線路總長僅為10kV Ⅱ段母線上相關(guān)出線總長的78%，接地故障跳閘次數(shù)在第1 個(gè)統(tǒng)計(jì)周期卻是10kV Ⅱ段母線上出線故障跳閘次數(shù)的8.6 倍、第2 個(gè)統(tǒng)計(jì)周期的5 倍、第3 個(gè)統(tǒng)計(jì)周期為2 倍，可以看出線路運(yùn)檢人員努力排除隱患收到了一定效果，另一方面說明單一的小電阻接地方式故障跳閘幾率較大，而安裝在10kV Ⅱ段母線上的“消弧線圈并聯(lián)小電阻”裝置，在接地故障發(fā)生時(shí)延時(shí)投入小電阻跳閘模式確能大幅降低故障跳閘幾率。

在第1 個(gè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)10kV Ⅰ段母線上線路重合閘成功率為95.9%，Ⅱ段母線上線路重合閘成功率僅為35.71%；第2 個(gè)統(tǒng)計(jì)周期10kV Ⅰ段母線上線路重合閘成功率為95.2%，Ⅱ段母線上線路重合閘成功率為100%、第3 個(gè)統(tǒng)計(jì)周期10kV Ⅰ段母線上線路重合閘成功率為100%，10kV Ⅱ段母線上線路重合閘成功率為55.6%。綜合數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明采用“小電阻”系統(tǒng)重合閘成功率超過“智能多模型小電阻（電抗并小電阻）”系統(tǒng)，這是由于后者的工作原理決定的，由于其需要判別永久、瞬時(shí)故障導(dǎo)致了故障持續(xù)時(shí)間較長，這就為故障進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了條件。

4.經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

小電阻直接接地裝置優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，可快速切除故障，特別是高壓電力電纜較多的場所，由于電纜線路多為永久性故障，重合閘不允許投入，對于城市人員密集地區(qū)，有利于保障設(shè)備、人身安全；在架空線路較多的系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致跳閘機(jī)率增加，但由于可使用重合閘進(jìn)行補(bǔ)救，可以彌補(bǔ)其部分不足；由于直接接入系統(tǒng)運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)相對于小電流接地系統(tǒng)非故障相對地電壓基本不變，對系統(tǒng)絕緣安全較為有利。

智能多模小電阻接地方式優(yōu)點(diǎn)在可以設(shè)定跳閘等待時(shí)間，如故障在設(shè)定時(shí)間內(nèi)自行消失則不進(jìn)行跳閘同時(shí)有消弧能力，有利于提高供電可靠性，特別在架空線路較多的地區(qū)效果明顯，可大幅降低瞬時(shí)故障跳閘機(jī)率；雖然在人員密集、高壓電纜出線較多的情況下不利于設(shè)備、人身安全，但由于其具備及時(shí)投入小電阻完成跳閘功能，可將風(fēng)險(xiǎn)限定在一定范圍內(nèi)；其運(yùn)行維護(hù)難度較大，可靠性會(huì)受到一定影響。