基于配电网中性点接地方式相关技术分析

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　　摘  要：配电网是电力系统中最后一级电力系统，由于低压端发后接地后，其电流大小性质决定于其相关接方式，而它的中性点接地方式与电网的稳定性，供电质量、各种绝缘与过电压配合问题，以及常见的继电保护配置问题有着重要的联系，是电力系统正常运行、保障人身和设备安全的重要条件。进一步提升小电流接地方式规划设计和运行管理水平，需要对电力系统配电网中性点接地装置进行相关规划设计、技术改造，进一步提升运维管理水平。
　　关键词：中性点;接地方式;保护;电容电流
　　中图分类号：TM862        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）11-0142-02
　　Abstract： Distribution network is the last level of power system in power system. After grounding at the low voltage end， the nature of its current depends on its related connection mode， and its neutral grounding mode and the stability of the power grid. The quality of power supply， various insulation and overvoltage coordination problems， as well as common relay protection configuration problems have important relations， is an important condition for the normal operation of the power system， to ensure the safety of personal and equipment. In order to further improve the planning， design and operation management level of low-current grounding mode， it is necessary to carry out relevant planning， design and technical transformation of neutral grounding device in power system distribution network， and further improve the level of operation and maintenance management.
　　Keywords： neutral point; grounding mode; protection; capacitive current
　　引言
　　近年来，随着智能电网的推进，配电网自动化成为一个研究热点，针对配电网最主要的单相接地故障，国内外学者对接地点定位技术做了大量的研究，并提出了许多方法，也研制出了很多不同的定位设备，但由于配电网分支较多，地形复杂，而单相接地故障信号又很微弱，能够得到良好实际应用效果的设备并不多。目前多数供电公司工作人员依然是采用拉路倒闸的方式和人工沿线路巡查目测查找故障点的方法，这不仅影响供电质量，也耗费人力、物力，不能满足现在用户对电能质量的要求。目前国内变电站10kV～35kV系统在中性点接地方式上主要执行GB/T 50064-2014《交流电氣装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》。根据该标准， 变电站10kV～35kV系统中性点采用非有效接地方式运行，依据运行经验，中性点不接地方式、中性点低电阻接地方式、包括还有中点谐振接地方式等都属于非有效的接地方式。
　　1 接地方式概述
　　1.1 中性点不接地方式和中性点谐振接地方式35kV系统、由各种能源的发电厂内的发电机中性点，依据实际需要，可以采取接地或者非直接接的运行方式，比如当单相接地故障电容电流不大于10A时，可采用中性点不接地方式;另外一种特殊情况时，当发生单相接地却要求可以继续运行时，此时可以采用中性点谐振接地方式。不直接连接发电机并由电缆线路构成的10kV～20kV系统，当单相接地故障电容电流不大于10A时，可采用中性点不接地方式;当单相接地故障电容电流大于10A又需在接地故障条件下运行时，宜采用中性点谐振接地方式。
　　1.2 中性点低电阻接地方式中性点低电阻接地方式依据运行经验，它主要是适用于10kV～35kV的由电缆构成的主要线路，因电缆构成的主要线路，发生接地时，其单相接地故障电容比正常架空线路的电流值要大很多。当考虑到单相接地继电保护可靠性和过电压绝缘配合时，我们应该就地选择电阻两者取值的较大值。
　　1.3 中性点高电阻接地方式当单相的接地故障电容电流数值小于7A时，且要求其总故障电流不应超过10A，此时可以采用中性点高电阻接地方的运行方式。
　　2 《配电网技术导则》要求为规范35kV及以下配电网规划、设计、建设、改造、运维和检修工作，国家电网公司于2017年3月修订颁发了企业标准Q/GDW 10370-2016《配电网技术导则》。导则指出，中性点接地方式选择应根据配电网电容电流，运行方式、网架结构、架空导线的类型，如绝缘线或裸导线及其它相关因素，并充分从电网发展规划的角度出发，避免施工困难及项目难实施性。常见的35kV、10kV配电网中性点，可以依据负荷计算，负荷的重要性等因素考虑不接地、经消弧线圈接地或经低电阻接地。各类供电区域35kV、10kV配电网中性点接地方式宜符合表1要求。流在10A及以下，宜采用中性点不接地方式。（2）单相接地故障电容电流在10A～100A，宜采用中性点经消弧线圈接地方式，接地电流宜控制在10A以内。（3）单相接地故障电容电流达到100A以上，或以电缆网为主时，应采用中性点经低电阻接地方式。（4）单相接地故障电流应控制在1000A以下。按单相接地故障电容电流考虑，10kV配电网中性点接地方式选择应符合以下原则：（1）单相接地故障电容电流在10A及以下，宜采用中性点不接地方式。（2）单相接地故障电容电流超过10A且小于100A～150A，宜采用中性点经消弧线圈接地方式。（3）单相接地故障电容电流超过100A～150A以上，或以电缆网为主时，宜采用中性点经低电阻接地方式。（4）同一规划区域内宜采用相同的中性点接地方式，以利于负荷转供。采取消弧线圈接地方式，应符合以下原则：（1）消弧线圈的容量选择宜一次到位，不宜频繁改造。（2）采用具有自动补偿功能的消弧装置，补偿方式可根据接地故障诊断需要，选择过补偿或欠补偿。（3）正常运行情况下，中性点长时间电压位移不应超过系统标称相电压的15%。（4）补偿后接地故障残余电流一般宜控制在10A以内。（5）采用适用的单相接地选线技术，满足在故障点电阻为1000Ω以下时可靠选线的要求。 　　中性点不接地和消弧线圈接地系统，中压线路发生永久性单相接地故障后，宜按快速就近隔离故障原则进行处理，宜选用消弧线圈并联电阻、中性点经低励磁阻抗变压器接地保护（接地转移）、稳态零序方向判别、暂态零序信号判别、 不平衡电流判别等有效的单相接地故障判别技术，比如目前国内各家软件公司大力开发的各种不同类型配电网故障在线监测系统。
　　10kV中性点采用低电阻接地方式时，应符合以下原则：（1）低电阻接地方式时，常规运行方式时应把故障I<1000A以下。（2）中性点经低电阻R<10Ω，为了使保护可以正常有序的动作， 应该保证零保护有着比较高的灵敏度。（3）如采用中性点经低电阻接地方式，架空线路应实现全绝缘化，降低单相接地故障次数。（4）低电阻接地系统应只有一个中性点低电阻接地运行，接地变压器或中性点电阻不可以断开或者其它方式失去，否则会造成过流事故。（5）选用穿缆式零序电流互感器，从零序电流互感器上端引出的电缆接地线要穿回零序电流互感器接地。
　　3 中性点接地装置建设改造路线及原则某省电网10kV～35kV系统中性点接地装置建设改造，宜根据地区配电网发展、电缆化率、电容电流情况及线路故障特性等，依据配置目标逐步实施。10kV～35kV系统中性点改造路线及原则为：（1）某市20kV电网系统中性点接地方式按照省市公司已有发展规划进行改造。（2）某市中心城区10kV出线以电缆为主，母线单相接地故障电容电流超过100A，或一台主变带母线时单相接地故障电容电流超过150A，或已有消弧线圈补偿容量不够，或电容电流明显增长较快的区域变电站，改造为小电阻接地方式，于2019年年底前完成改造。（3）某市其他变电站、省内其他地区城市已有10kV～35kV系统，根据已有中性点接地设备运行年限、运行状况，以及地区实际发展情况，逐步实施技术改造。改造宜结合区域规划成片实施。（4）对10kV系统单相接地瞬时性故障偏多，或曾导致相间短路的變电站，经专题分析后，可选用消弧线圈并联小电阻接地。（5）中性点小电阻阻值的选取，应考虑继电保护的可靠性，同时考虑中性点电压偏移及小电阻热容量，小电阻阻值选取应符合国网公司企业标准Q/GDW 10370-2016《配电网技术导则》要求。（6）应注意避免中性点接地方式不同的线路互带，增加运行风险。（7）继电保护的配置应满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，符合国家标准GB/T 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》的相关要求。
　　4 结束语
　　目前有些地区电网10kV～35kV系统中性点未采用低电阻接地方式居多，对单相接地故障的处理也未采用直接跳闸，小电流选线装置未全面配置，准确率不高。广东、上海、天津、北京等地区10kV系统中性点不接地或消弧线圈接地改造为小电阻接地方式，已经取得了丰富的经验，对供电可靠性有较高要求的，经专题分析后，可作为小电阻接地方式的补充。可以为其它地方作为技术经验总结与参考。
　　参考文献：
　　[1]齐郑，张善，杨开增.10kV系统单相接地故障自动隔离与定位技术的研究[J].电力系统保护与控制，2010，38（02）：51-54.
　　[2]刘道兵，顾雪平.基于配电自动化系统的单相接地故障定位[J].电力系统自动化，2010，34（05）：21-24.
　　[3]齐郑，高玉华，孙海新，等.基于电压-时间型重合器的配电网单相接地故障自动隔离技术研究[J].电力系统保护与控制，2010，38（01）：32-36.
　　[4]杨鹏，杨以涵，司冬梅，等.配电网单相接地故障定位技术实验研究[J].电力系统自动化，2008，32（09）：45-47.
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