【正文】 然升至線電壓，而故障相在接地消失時(shí)又可能有電壓的突然上升，在這些暫態(tài)過程中也會(huì)有很大的涌流；系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生劇烈變化時(shí)，所產(chǎn)生的暫態(tài)沖擊也會(huì)引起諧振過電壓。諧振發(fā)生時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)過電壓和電壓互感器過電流，使到系統(tǒng)中弱絕緣設(shè)備發(fā)生對(duì)地閃絡(luò)和電壓互感器的高壓保險(xiǎn)熔斷，甚至燒毀電壓互感器。據(jù)資料記載對(duì)南安供電局水頭變電站和湖美變電站進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，98年9月至95年5月在水頭變電站10kV III段母線電壓互感器共發(fā)生熔斷高壓熔斷器8次，99年7月至8月湖美變電站10kV I、II段母線分別發(fā)生熔斷高壓熔斷器5次和6次，2001年5月1 8日石井變電站在10kV線路出現(xiàn)接地時(shí)，10kV II段電壓互感器B、C相燒毀，高壓熔斷器熔斷，以上變電站均采用中性點(diǎn)不接地方式運(yùn)行。 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式在電網(wǎng)中性點(diǎn)與地之間接入電感線圈后，單相接地的電容電流將得到補(bǔ)償。如能使故障點(diǎn)的殘余電流減少時(shí)，就可促使電弧自動(dòng)熄滅，起這種作用的可調(diào)電感線圈即為消弧線圈，因?yàn)殡娋W(wǎng)單相接地電容性電流得到電感性電流的補(bǔ)償，故這種電網(wǎng)也稱補(bǔ)償電網(wǎng)，這種接地方式也稱為諧振接地方式。1．諧振接地系統(tǒng)的補(bǔ)償方式 如圖2．2所示，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，通過接地點(diǎn)的總電流為電感電流和全系統(tǒng)電容電流的矢量和。電感電流與電容電流方向相反，當(dāng)消弧線圈中形成感性電流與接地電容電流大小接近時(shí)，故障點(diǎn)的電流變得很小或接近于零，當(dāng)電流過零時(shí)電弧熄滅，消弧線圈還可以減少故障相電壓的恢復(fù)速度從而減少電弧重燃的可能性。圖2．2單相接地時(shí)補(bǔ)償電網(wǎng)的接線圖 設(shè)電網(wǎng)的電容電流為消弧線圈的電感電流為，則電網(wǎng)對(duì)電容電流的補(bǔ)償情況表示為： ()其中 =, ( )式中一脫諧度，一相對(duì)地電壓(正常時(shí)) 若=，則=0，稱為全補(bǔ)償，此種狀態(tài)時(shí)，故障點(diǎn)殘流最小，但系統(tǒng)將發(fā)生串聯(lián)諧振，中性點(diǎn)位移電壓將達(dá)到極高的數(shù)值，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行不利，電網(wǎng)運(yùn)行中，應(yīng)避免出現(xiàn)這種全補(bǔ)償運(yùn)行方式。 若，則0，稱為欠補(bǔ)償，此種狀態(tài)下，如果發(fā)生線路跳閘或線路斷線使系統(tǒng)電容電流變小而接近電感電流，將可能產(chǎn)生全補(bǔ)償，電網(wǎng)運(yùn)行中不采用這種欠補(bǔ)償運(yùn)行方式。 若時(shí)，0，稱為過補(bǔ)償，此種狀態(tài)下，避免了由于諧振引起的中性點(diǎn)過電壓，得到了廣泛的應(yīng)用。 消弧線圈的存在，使電弧暈燃的次數(shù)大為減少，從而使高幅值的過電壓出現(xiàn)的幾率較小。 一般情況消弧線圈接地失諧度不大，如果線路不對(duì)稱度很大，特別是斷路器非全相操作，線路發(fā)生單相或二相斷線時(shí)，對(duì)于消弧線圈接地系統(tǒng)，在某些條件下有可能發(fā)生串聯(lián)諧振，需加以防止。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的主要優(yōu)點(diǎn)是減少了接地故障電流，也降低了弧隙的恢復(fù)電壓上升速度，從而達(dá)到了使電弧易于熄滅和難以重燃的目的。而且脫諧度越小，這種作用越顯著。然而太小的脫諧度將導(dǎo)致正常運(yùn)行中較大的中性點(diǎn)位移，因此必須綜合兩方面的要求確定合適的脫諧度。目前我國過電壓保護(hù)規(guī)程規(guī)定，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)采用過補(bǔ)償方式，其脫諧度不超過10％；即使由于消弧線圈容量不夠而不得不采用欠補(bǔ)償方式時(shí)，脫諧度也不要超過10％；同時(shí)還要求中性點(diǎn)位移電壓一般不超過相電壓的15％。 最后應(yīng)當(dāng)指出，消弧線圈的作用并不是降低弧光接地過電壓，而是由于它在熄弧和防止重燃方面的有利作用，使過電壓持續(xù)時(shí)間大為縮短，降低了高幅值過電壓出現(xiàn)的概率。 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地運(yùn)行方式 配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地時(shí)，因主變低壓側(cè)繞組為△接線，需要外加接地變壓器造成一個(gè)中性點(diǎn)。外加接地變壓器零序阻抗要小，常用的接線為曲折型接線Z()，接地電阻直接接在z接線的高壓側(cè)中性點(diǎn)上。圖2．3 Z型接線方式 接地變壓器作為人為中性點(diǎn)接入電阻，接地變壓器的繞組在電網(wǎng)正常供電情況下，阻抗很高，等于勵(lì)磁阻抗，繞組中只流過很小的勵(lì)磁電流，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，繞組將流過正序，負(fù)序和零序電流，而繞組對(duì)正序、負(fù)序電流呈現(xiàn)較高阻抗，而對(duì)于零序電流則呈現(xiàn)較低阻抗，因此在故障情況下會(huì)產(chǎn)生較大的零序電流。在中性點(diǎn)接入電流互感器，將電流檢測(cè)出來送到過電流繼電器，就可以進(jìn)行有選擇性的快速保護(hù)跳閘。 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地最大的優(yōu)點(diǎn)是限制弧光接地過電壓和預(yù)防諧振過電壓。從限制弧光接地過電壓來講，電弧接地時(shí)，在電弧點(diǎn)燃熄滅過程中，系統(tǒng)積累多余的電荷，使振蕩過程加劇，從而產(chǎn)生很高過電壓。若能使這些電荷從電弧熄滅至重燃前的一段時(shí)間(半個(gè)工頻周期)內(nèi)通過中性點(diǎn)電阻泄漏掉，過電壓就能降低。電阻值越低，過電壓也越低。 ≥10 ()引起的暫態(tài)過程與中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)沒有多大的區(qū)別。 (1～2) ()。 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的電力網(wǎng)，基本上消除了產(chǎn)生間歇弧光接地過電壓的可能性，由于健全相過電壓降低，發(fā)生異地兩相接地的可能性也隨之減少；單相接地時(shí)電容充電的暫態(tài)過電流受到抑制；能預(yù)防諧振過電壓的產(chǎn)生。 但是，中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障點(diǎn)電流將增大，跳閘次數(shù)會(huì)大大增加，如果線路沒有重合閘，停電次數(shù)將會(huì)增加，供電可靠性降低。在以電纜為主的電網(wǎng)中，因故障率低，使得這一問題并不突出。電阻接地是防止弧光接地的有效措施，具體的電阻值可以變化很大。對(duì)于電阻值的選擇一直是一個(gè)懸而未決的問題。結(jié)合我國具體實(shí)際，較為合適的電阻值為=10～20Ω。小電阻接地的缺點(diǎn)是短時(shí)消耗功率大，短路電流大，產(chǎn)生的電弧會(huì)燒毀同一電纜溝內(nèi)相鄰電纜。再者大的短路電流流過，使電阻發(fā)熱量增加，給電阻制造帶來困難。另外，單相接地故障時(shí)，低壓側(cè)中性點(diǎn)對(duì)地故障電壓較高，此電壓傳導(dǎo)至電氣設(shè)備外殼時(shí)，將危及人身安全。 電阻。越小，弧光接地過電壓幅值就越低，但電阻尺。的選擇不僅考慮過電壓倍數(shù)，還要考慮繼電保護(hù)、人身安全、通訊干擾等因素的影響，并結(jié)合各地電網(wǎng)實(shí)際情況而定。福州、廈門選=10Ω，南安選=16Ω。 電網(wǎng)供電可靠性 供電可靠性歷來是各國電力部門共同關(guān)注的一大問題，它關(guān)系著供電企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，也是供電企業(yè)質(zhì)量考核的重要指標(biāo)?，F(xiàn)在世界上先進(jìn)的國家和地區(qū)，每年對(duì)用戶停電時(shí)間的總和，可以不超過25～30分鐘。美國的一些聯(lián)合電網(wǎng)，從規(guī)劃開始就明確規(guī)定，十年內(nèi)對(duì)用戶的停電時(shí)間不超過24小時(shí)，即每年停電時(shí)間平均不超過144分鐘，目前實(shí)際停電的時(shí)間每年約為50一60分鐘。前蘇聯(lián)和西歐一些國家，規(guī)定停電時(shí)間每年不超過10～24小時(shí)，前蘇聯(lián)的水平為8．76小時(shí)，年，折合供電可靠率等于99．90％。我國城市電網(wǎng)，設(shè)備一般比較陳舊，加上更新的改造不快，除部分主要用廣一外，供電多為單電源單回路方式，且大多數(shù)以架空線路為主，一旦發(fā)生事故不僅會(huì)給國民經(jīng)濟(jì)帶來損失，同時(shí)給人民生活造成諸多不便。由于電力建設(shè)投資不足，1970年以來我國電力彈性系數(shù)長(zhǎng)期過低，系統(tǒng)的備用容量較小，自動(dòng)化程度不高，電網(wǎng)的應(yīng)變能力不足，不僅事故停電時(shí)間較長(zhǎng)，就是在正常運(yùn)行的情況下，限電和壓電的現(xiàn)象均十分嚴(yán)重。在供電可靠性方面與發(fā)達(dá)國家相比，差距是較大的。在此種情況下，如果將城市10kV與35kV電網(wǎng)的中性點(diǎn)，由諧振接地改為低電阻接地方式，不論故障是瞬間的還是永久性的，線路開關(guān)必須跳閘，對(duì)用戶突然停電，不僅供電可靠性會(huì)降低，而且加重了運(yùn)行維護(hù)工作量，如果開關(guān)的遮斷容量不足，后果就更加嚴(yán)重。 南安市于1993年采用低電阻接地方式，經(jīng)過4年多的運(yùn)行，確認(rèn)跳閘次數(shù)太多(最多一天跳閘4次)。以市郊的東田鎮(zhèn)站為例，供電面積約30km2，10kV饋線是以架空為主的混合型線路，2000年共跳閘75次，架空線跳閘高達(dá)122．65／次百公里年。由于供電可靠性太差，現(xiàn)已改回諧振接地方式。泉州局的10kV電網(wǎng)1992年和1993年的統(tǒng)計(jì)，10kV的線路因零序過電流保護(hù)動(dòng)作跳閘354次，其中280次造成停電事故占79．1％，重合成功只有74次，占20．9％，而重合閘低的主要原因是相間短路形成的殘留性故障；。 自動(dòng)重合閘是發(fā)生單相接地后的一種有效的補(bǔ)救措施，跳閘后故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)和小電流過零自動(dòng)熄滅絕緣恢復(fù)效果是一樣的，但重合閘無疑以短時(shí)中斷供電作為代價(jià)。瞬時(shí)中斷供電町能會(huì)使某些連續(xù)性生產(chǎn)線受到破壞，有的直接經(jīng)濟(jì)損失是慘重的，同時(shí)帶來不良的社會(huì)影響。 南安局在事故統(tǒng)計(jì)中表明，2000年的瞬時(shí)故障基本上是雷害、(濕閃)污閃和小動(dòng)物所致，因此認(rèn)為，小電阻接地方式抵御能力差。南安局在走訪一些用戶的配電設(shè)施時(shí)發(fā)現(xiàn)，有的開關(guān)柜自投運(yùn)以來從沒有清掃過，積污非常嚴(yán)重，至于防止小動(dòng)物、防潮措施幾乎一無所有，很難控制，這就造成很容易發(fā)生單相接地。諧振接地方式短路電流較小，故障易消除，而小電阻接地方式短路電流較火，故障不能自行消除，故抵御能力較差。 南安美林變電站lOkV小電阻接地系統(tǒng)1987年～，美林變采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式后，1988～1989年線路故障跳閘總次數(shù)有所增加，但重合閘裝置動(dòng)作的成功率也相應(yīng)有所提高。作者認(rèn)為，這是由于采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式后，內(nèi)過電壓倍數(shù)大大降低，持續(xù)時(shí)間短，一些瞬間閃絡(luò)不致發(fā)展擴(kuò)大為絕緣損壞事故所致，因此實(shí)際停電時(shí)間并沒有增加。表2．1美林變電站跳閘統(tǒng)計(jì)表年度跳閘（次）應(yīng)重合（次）重合成功（次）重合成功率零序跳閘（次）應(yīng)重合（次）重合成功（次）重合成功率19872019842%800198825201470%1010880%198929252184%141411%表2．2變電站跳閘原因分類表年度總次數(shù)相間故障跳閘單相故障跳閘次數(shù)外力破壞動(dòng)物短路絕緣損壞樹枝碰線其他原因次數(shù)外力破壞斷線接地絕緣損壞其他原因19872121243121988251543210281989291542135142111 美林變電10kV系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不按地方式，全年發(fā)生4次lOkV電纜頭擊穿爆炸故，采用低電阻接地方式后，1988年發(fā)生兩起絕緣損壞事故，1989年發(fā)生兩起絕緣損壞事故。美林變電站在采用低電阻接地方式后，可見絕緣事故有所減少。 從供電的可靠性來講，諧振接地有很大的優(yōu)勢(shì)，在考慮使用小電阻接方式時(shí)，也慮考慮本地的地理?xiàng)l件(濕度等)、大氣污染狀況等因素。 人身安全 人身安全，也是選擇中性點(diǎn)接地方式的一個(gè)主要方面，對(duì)于人身安全主要考慮： 人接觸接地的設(shè)備金屬部件(正常時(shí)不帶電)； 單相接地電流入地點(diǎn)附近的跨步電壓； 人直接觸及處于工作電壓