【正文】 最想感謝的是我的指導(dǎo)教師，一位見聞廣博而又耐心細(xì)致的良師。華北電力大學(xué)碩士論文．2007[24]劉傳銓等．電網(wǎng)規(guī)劃方案的供電可靠性評估方法研究[J]．供用電，2010，27(2)：22—26[25]藍(lán)毓俊．現(xiàn)代城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計與建設(shè)改造．北京：中國電力出版社，2004[26]王敏，丁明．含分布式電源的配電系統(tǒng)規(guī)劃[J]．電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2004，16(6)：58，23．[27]牛東曉，[M].北京：中國電力出版社，2009.[28][M].北京：中國電力出版社，2012.[29]王成山，王賽一。論文通過分析10kV電網(wǎng)中性點(diǎn)各種接地方式的優(yōu)缺點(diǎn)、國內(nèi)各地的運(yùn)行情況并對南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)進(jìn)行深入的調(diào)查、研究、試驗，得出如下結(jié)論：對以架空線路為主的電網(wǎng)，考慮到其瞬間接地短路所占的比例較大，加之架空線路絕緣程度較高，建議采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。NW的等效感抗由可控硅的導(dǎo)通角控制，導(dǎo)通角在0 186。 但傳統(tǒng)的消弧線圈本身調(diào)節(jié)不方便，不能適應(yīng)無人值班變電站的要求，日．調(diào)節(jié)不慎會引起諧振，不能適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展需要，制約了中性點(diǎn)諧振接地方式的應(yīng)用。目前除石井變電站采用不接地方式外，其他變電站均采用小電阻接地方式。 單相接地重合閘：單相接地三相一次重合閘，其它故障不重合； 速斷閉鎖重合閘：單相接地或過流保護(hù)動作啟動重合閘； 不對應(yīng)重合閘：開關(guān)位置不對慮啟動重合閘。 為了解決以上一些問題，南安供電局在對變電所進(jìn)行10kV中性點(diǎn)經(jīng)16Ω或15Ω電阻接地改造的同時，對10kV饋線三相一次重合閘的邏輯流程進(jìn)行改進(jìn)，并開發(fā)慮用10kV饋線綜合重合閘。下面根據(jù)10kV中性點(diǎn)經(jīng)16Ω電阻接地的10kV配電系統(tǒng)的固有特性，提出為提高供電靠性，對傳統(tǒng)的10kV饋線三相一次重合閘改進(jìn)為10kV饋線綜合重合閘的邏輯條件和改進(jìn)辦法。 基于南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和接地方式現(xiàn)狀，建議南安市區(qū)繼續(xù)采用小電阻接地方式，并盡快存坵洋變電站10kV I段母線裝設(shè)小電阻接地方式。 2004年4月起，南安市區(qū)分別在美林變電站10kV I、Ⅱ段，湖美變電站III段，詩山變電站I、1I母線上裝設(shè)了可調(diào)電抗器與消諧電阻串聯(lián)方式的微機(jī)控制自動消弧裝置，對防止諧振過電壓和弧光接地過電壓起到很好的抑制作用，但由于自動消弧裝置當(dāng)時的制造質(zhì)量不高，10kV線路單相接地時，消弧線圈有很大的振動響聲，運(yùn)行中燒毀了一臺，檢修維護(hù)工作量大，且無法進(jìn)行正確的故障選線，經(jīng)過3年多運(yùn)行后，1999年11月全部改造為小電阻接地方式。10kV美林變電站的測量中，切除小電阻，在切換測試儀注入PT開口三角測量回路的電源頻率時，測量回路的等效阻抗，容抗沒有任何變化。 電容電流測量 3．2．1 測試方法 利用廣州智光電氣有限公司生產(chǎn)的DRC—I型配電網(wǎng)接地電容電流測量儀，采用“異頻信號注入法”，結(jié)合變頻、微機(jī)和數(shù)字信號處理等技術(shù)，通過在變電站母線PT二次的開口三角端注入一定頻率的非工頻信號，即可從接地電容電流測量儀上直接讀取電容電流值，接線見圖3．1。 南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)現(xiàn)狀 接地方式: 南安北區(qū)10kV配電網(wǎng)主要接線方式為樹干式接線、放射式接線和單環(huán)網(wǎng)接線。 對通訊與信號系統(tǒng)的干擾:輸電線路造成的干擾主要通過兩種途徑，一種是靜電感應(yīng)，一種是電磁感應(yīng)，電力系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時，出現(xiàn)的零序電壓和零序電流是強(qiáng)大的干擾源。國外50kV系統(tǒng)的遠(yuǎn)行經(jīng)驗，完全證實了這一分析。此乃因零序阻抗趨近無限大使然。 干擾的嚴(yán)重程度并不是取決于電流的大小，而是同地中電流的延續(xù)時間及波形有密切的關(guān)系。 由現(xiàn)場實驗的結(jié)果可以看出，故障電流大，可以迅速跳閘，接地電阻高，故障電流小，零序過電流繼電保護(hù)很難跳閘。 有些報道中解釋在小電阻接地系統(tǒng)中有的誤觸高壓設(shè)備時，保護(hù)能夠迅速跳閘沒有造成傷亡事故，是低電阻接地的一火優(yōu)點(diǎn)，從目前的運(yùn)行來看，小電阻接地方式對人身安全不容忽視。南安局在走訪一些用戶的配電設(shè)施時發(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。 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)。 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)。結(jié)合我國具體實際，較為合適的電阻值為=10～20Ω。電阻值越低，過電壓也越低。 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)時間大為縮短，降低了高幅值過電壓出現(xiàn)的概率。 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。電網(wǎng)運(yùn)行中常見的電壓互感器鐵芯飽和引起諧振過電壓情況有：帶電壓互感器的空載母線突然合閘，使某一相或兩相繞組內(nèi)出現(xiàn)巨大的涌流使電壓互感的鐵芯飽和；線路瞬間單相弧光接地，使健全相電壓突然升至線電壓，而故障相在接地消失時又可能有電壓的突然上升，在這些暫態(tài)過程中也會有很大的涌流；系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生劇烈變化時，所產(chǎn)生的暫態(tài)沖擊也會引起諧振過電壓。由于單相接地，電網(wǎng)中性點(diǎn)電壓發(fā)生位移，可以利用這個中性點(diǎn)位移電壓發(fā)出訊號，使運(yùn)行人員有足夠時間利用異常信號尋找并排除故障點(diǎn)。另一方面，廣州、上海、北京、合肥許多火城市的lOkV城區(qū)電網(wǎng)己將原來中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式改為經(jīng)小電阻接地的運(yùn)行方式。廈門供電局的要煥年高級工程師就極力反對10kV城市電網(wǎng)中性點(diǎn)采用小電阻接地方式，而是推薦消弧線圈接地方式，他認(rèn)為：采用小電阻接地方式，人為地增加了接地故障電流，對人身安全、設(shè)備安全、通信干擾帶來了不少問題和麻煩，特別是新型消弧線圈技術(shù)有了較大的發(fā)展，微機(jī)接地保護(hù)在不增大故障電流的條件下，照樣可以有選擇性地跳開故障線路，更顯示了諧振接地方式的優(yōu)勢。論文首先對10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行的各種方式進(jìn)行分析，比較各種運(yùn)行方式的特點(diǎn)，然后對南安地區(qū)lOkV配電網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行全面的調(diào)研，并對各變電站lOkV母線電容電流進(jìn)行實際測量，為正確選擇中性點(diǎn)接地方式提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料。 Arc suppression coil目 錄摘要 ⅠAbstract Ⅰ目 錄 Ⅱ1 緒論 32 10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式 5 中性點(diǎn)不接地方式 5 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式 7 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地運(yùn)行方式 93 南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)現(xiàn)狀 18 南安市區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)況 193．1．1 南安市地理情況 19 南安市區(qū)主網(wǎng)現(xiàn)狀 19 南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)現(xiàn)狀 19 電容電流測量 203．2．1 測試方法 20 測試條件 20 測量結(jié)果 21 測量結(jié)果分析 22 南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的現(xiàn)狀 234 南安市區(qū)10kY配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇 25 南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇 25 小電阻接地方式的優(yōu)化 26 南安沿海地區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇 28 南安沿海地區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇 284．2．2 新型的中性點(diǎn)補(bǔ)償接地方式 29參考文獻(xiàn) 33致謝 351 緒論 問題的提出 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式是一個綜合性的技術(shù)問題，它與系統(tǒng)的供電可靠性、人身安全、設(shè)備安全、絕緣水平、過電壓保護(hù)、繼電保護(hù)、通訊干擾(電磁干擾)以及接地裝置等問題有密切關(guān)系。南安供電局認(rèn)為lOkV城市電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地運(yùn)行方式存在較多的問題，比較后認(rèn)為弊大于利。應(yīng)用最廣泛的有3種：不接地、消弧線圈接地和小電阻接地。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中10kV母線常接有測量和監(jiān)視系統(tǒng)對地絕緣的電磁式電壓互感器。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，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。而且脫諧度越小，這種作用越顯著。 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。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。越小，弧光接地過電壓幅值就越低，但電阻尺。由于電力建設(shè)投資不足，1970年以來我國電力彈性系數(shù)長期過低，系統(tǒng)的備用容量較小，自動化程度不高，電網(wǎng)的應(yīng)變能力不足，不僅事故停電時間較長，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。 自動重合閘是發(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)和小電流過零自動熄滅絕緣恢復(fù)效果是一樣的，但重合閘無疑以短時中斷供電作為代價。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。 美林變電站lOkV電網(wǎng)采用中件點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式后，1987～1990年避免了4起可能導(dǎo)致人員高壓觸電傷t：的事件： 1988年9月8日美林變南金線22桿檔中吊車碰撞c相導(dǎo)線，F(xiàn)20零序保護(hù)動作跳閘：1988年11月3日省東線25一49桿檔中被挖泥機(jī)碰觸c相導(dǎo)線，F(xiàn)20零序保護(hù)動作跳閘；2005年5月玉葉變電站10kV梧山線06～07桿檔中吊車拐臂掛碰導(dǎo)線，玉葉變零序保護(hù)動作跳閘。如三相有些不對稱，中性點(diǎn)位移雖不等于零，但也不會很大，因而干擾也不嚴(yán)重，但對持續(xù)存在的零序分量應(yīng)予以一定的注意。但與電磁干擾相比，其值相當(dāng)?shù)臀ⅲ敲礊楹卧谡＿\(yùn)行的情況又會引起某種程度干擾呢？其原因主要還是由電磁干擾引起的。接觸干擾是指高壓線路斷線后，落到通訊線路上產(chǎn)生的干擾。 供電的連續(xù)性、可靠性和故障范圍: 當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生永久性接地故障時，前者將接地故障電流降低到殘流值后，對永久性故障實現(xiàn)跳閘檢修，對瞬時性接地故障能夠自動消除，有時前者町以帶故障運(yùn)行，時間可以延長到2個小時；后者因為是低電阻接地的電網(wǎng)，接地電流將明顯增加，電網(wǎng)對所有故障瞬間跳閘切除故障線路。市中心區(qū)包括溪美鎮(zhèn)、美林街道、柳城街道三個，南安地區(qū)總?cè)丝诩s147萬人，面積2036平方公里。北區(qū)則以架空線路為主。配電網(wǎng)通過消弧線圈或小電阻接地的系統(tǒng)，測量時應(yīng)退出消弧線圈或小電阻。 南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的現(xiàn)狀 1996年4月以前，南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)全部采用不接地方式運(yùn)行，由于部分變電站10kV線路大量采用電纜，母線電容電流較大(最大的達(dá)100A)，經(jīng)常出現(xiàn)諧振過電壓和弧光接地過電壓。單相接地故障時，流過故障線路的電流較大，零序電流保護(hù)有較好的靈敏度，可以較容易地切除接地線路。 所以在選擇小電阻接地方式時，還需對這種接地方式進(jìn)行優(yōu)化，并選擇絕緣能力較強(qiáng)的全工況開關(guān)柜。但是，投入10kV饋線重合閘裝置又有一些問題必須考慮： 為了防止變電所10kV饋線近端短路造成主變線圈變形損壞或斷路器事故，必須設(shè)置電流速斷保護(hù)閉鎖重合閘方式。則控制字整定為500A