【正文】 2 10kV配電網(wǎng)中性點接地運行方式 10kV配電網(wǎng)中性點接地方式 目前世界上運行的10kV配電網(wǎng)，其中性點接地方式共有兩大類6種：小電流接地方式類，包括有消弧線圈接地，不接地和高電阻接地；大電流接地方式類，包括有低電阻、低電抗和直接接地。 中性點不接地方式 中性點不接地電網(wǎng)線路發(fā)生二相或三相短路時，由于故障電流值大，通過繼電保護可實現(xiàn)故障線路快速跳閘，發(fā)生單相接地故障時，故障電流為三相對地電容電流之和。由于單相接地，電網(wǎng)中性點電壓發(fā)生位移，可以利用這個中性點位移電壓發(fā)出訊號，使運行人員有足夠時間利用異常信號尋找并排除故障點。這時將出現(xiàn)較為嚴重的過電壓現(xiàn)象，稱為弧光接地過電壓。中性點不接地電網(wǎng)的另一缺點是容易發(fā)生電壓互感器的鐵芯飽和引起諧振過電壓。于是，網(wǎng)絡對線參數(shù)除了電力設備和導線(或母線)對地電容之外，還有電壓互感器的勵磁電感L，正常運行時，電壓互感器的勵磁阻抗是很大的，所以網(wǎng)絡對地阻抗仍呈容性，三相基本平衡，電網(wǎng)中性點的位移電壓很小。電網(wǎng)運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。據(jù)資料記載對南安供電局水頭變電站和湖美變電站進行的統(tǒng)計，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，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不接地方式運行。如能使故障點的殘余電流減少時，就可促使電弧自動熄滅，起這種作用的可調(diào)電感線圈即為消弧線圈，因為電網(wǎng)單相接地電容性電流得到電感性電流的補償，故這種電網(wǎng)也稱補償電網(wǎng)，這種接地方式也稱為諧振接地方式。電感電流與電容電流方向相反，當消弧線圈中形成感性電流與接地電容電流大小接近時，故障點的電流變得很小或接近于零，當電流過零時電弧熄滅，消弧線圈還可以減少故障相電壓的恢復速度從而減少電弧重燃的可能性。 若，則0，稱為欠補償，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)生全補償，電網(wǎng)運行中不采用這種欠補償運行方式。 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。中性點經(jīng)消弧線圈接地的主要優(yōu)點是減少了接地故障電流，也降低了弧隙的恢復電壓上升速度，從而達到了使電弧易于熄滅和難以重燃的目的。然而太小的脫諧度將導致正常運行中較大的中性點位移，因此必須綜合兩方面的要求確定合適的脫諧度。 最后應當指出，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。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)中性點上。在中性點接入電流互感器，將電流檢測出來送到過電流繼電器，就可以進行有選擇性的快速保護跳閘。從限制弧光接地過電壓來講，電弧接地時，在電弧點燃熄滅過程中，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。電阻值越低，過電壓也越低。 (1～2) ()。 但是，中性點經(jīng)小電阻接地的電網(wǎng)發(fā)生單相接地時，故障點電流將增大，跳閘次數(shù)會大大增加，如果線路沒有重合閘，停電次數(shù)將會增加，供電可靠性降低。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。結(jié)合我國具體實際，較為合適的電阻值為=10～20Ω。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。 電阻。的選擇不僅考慮過電壓倍數(shù)，還要考慮繼電保護、人身安全、通訊干擾等因素的影響，并結(jié)合各地電網(wǎng)實際情況而定。 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)的服務質(zhì)量，也是供電企業(yè)質(zhì)量考核的重要指標。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)對用戶的停電時間不超過24小時，即每年停電時間平均不超過144分鐘，目前實際停電的時間每年約為50一60分鐘。我國城市電網(wǎng)，設備一般比較陳舊，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)生事故不僅會給國民經(jīng)濟帶來損失，同時給人民生活造成諸多不便。在供電可靠性方面與發(fā)達國家相比，差距是較大的。 南安市于1993年采用低電阻接地方式，經(jīng)過4年多的運行，確認跳閘次數(shù)太多(最多一天跳閘4次)。年。泉州局的10kV電網(wǎng)1992年和1993年的統(tǒng)計，10kV的線路因零序過電流保護動作跳閘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；。瞬時中斷供電町能會使某些連續(xù)性生產(chǎn)線受到破壞，有的直接經(jīng)濟損失是慘重的，同時帶來不良的社會影響。南安局在走訪一些用戶的配電設施時發(fā)現(xiàn)，有的開關(guān)柜自投運以來從沒有清掃過，積污非常嚴重，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。 南安美林變電站lOkV小電阻接地系統(tǒng)1987年～，美林變采用中性點經(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，但重合閘裝置動作的成功率也相應有所提高。表2．1美林變電站跳閘統(tǒng)計表年度跳閘（次）應重合（次）重合成功（次）重合成功率零序跳閘（次）應重合（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。 從供電的可靠性來講，諧振接地有很大的優(yōu)勢，在考慮使用小電阻接方式時，也慮考慮本地的地理條件(濕度等)、大氣污染狀況等因素。 有些報道中解釋在小電阻接地系統(tǒng)中有的誤觸高壓設備時，保護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，從目前的運行來看，小電阻接地方式對人身安全不容忽視。只有使保護跳閘的電流沒有或少最通過人體而經(jīng)其它主渠道流散這一先決條件成立才能避免傷亡。小電阻接地方式在定值上有死區(qū)，導線與地之間保持著固定的電位差，遇到高過渡電阻時接地電流太小，零序保護不會動作跳閘，后果非常嚴重。 從以上統(tǒng)計的數(shù)據(jù)來看，中性點諧振接地方式和低電阻接地方式各有優(yōu)缺點，低電阻接地方式在國內(nèi)的運行來看，各地反應的情況也存在較大的差異，對兩種中性點接地方式進行進一步的理論分析和計算，顯得尤為重要。 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很難跳閘。每一條交流輸電線路的周圍空間都建立起交變電磁場，而交變電磁場將在臨近的導體回路內(nèi)感應出電壓，當這種回路是位于高壓輸電線路附近的通信線路或信號系統(tǒng)時，感應出來的電壓就可能造成嚴重的干擾，甚至危急工作人員的安全或引起信號裝置的誤動作。 當電力系統(tǒng)正常運行時，則無論中性點接地方式如何，中性點的位移電壓都等于零，各相電流以及對地電壓數(shù)值相等，因而它們在線路周圍空間各點所造成的電場和磁場均彼此抵消，不會對通訊系統(tǒng)造成干擾和影響。 中性點不接地系統(tǒng)的接地電流通常都是很小的，因而一般不會在通信線路上感應出很高的電壓。 干擾的嚴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。 從干擾的角度來看，中性點經(jīng)小電阻接地當然是不利的一種接地方式，不過也應該指出，在這種條件下，由于接地故障被迅速切除，所以干擾延續(xù)的時間是最短的。所謂工頻干擾是指電網(wǎng)正常運行或單相接地故障運行時，中性點位移電壓對鄰近通訊線路產(chǎn)生的干擾，前者低于15％的額定相電壓：后者等于相電壓，起控制作用。只要降低電網(wǎng)的不對稱度，限制通過消弧線圈的不對稱電流，問題便解決了。此乃因零序阻抗趨近無限大使然。從表面上看中性點不接地，實質(zhì)上是經(jīng)過電容接地的，因其容抗遠遠小于無限大。這是諧振接地方式與中性點不接地方式的不同之處。一般誤認為這一情況是十分危險的，但仔細分析起來并非如此。國外50kV系統(tǒng)的遠行經(jīng)驗，完全證實了這一分析。 對于現(xiàn)代化誠市而言，諧振接地方式的這些優(yōu)點就越加明顯了。 電網(wǎng)絕緣水平: 電網(wǎng)當發(fā)生單相接地故障時，前者非故障線路對地電壓上升為系統(tǒng)的線電壓；而后者非故障相電壓在線電壓和相電壓之間，比前者要小，因此，前者要求電網(wǎng)的絕緣水平高，而后者要求低。 人身安全: 接地故障電流的威脅主要表現(xiàn)在接觸電壓和跨步電壓兩個方面，前者故障后系統(tǒng)可以帶故障運行，且由于消弧線圈的補償作用，接地點接地電流很小，其跨步電壓和接觸電壓小，對人身安全危險?。恍‰娮杞拥胤绞降碾娋W(wǎng)發(fā)牛單相接地故障時，故障電流大，在故障點和中性點附近形成了危險的跨步電壓和接觸電壓，對人身安全危險大。 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，一種是電磁感應，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大的干擾源。靜電感應可以用比較簡單的方法限制，但是，電磁感應的消除要困難的多，消弧線圈接地在降低對通信與信號系統(tǒng)的干擾方面的優(yōu)越性是很明顯的，因為一旦發(fā)生單相接地故障，感應回路中的電流在其中的分布都是受控制的，而和接地無關(guān)，中性點經(jīng)小電阻接地對通信與信號系統(tǒng)的干擾而言是一種不利的接線方式，所以必須采取接地故障的迅速切除，減少干擾持續(xù)的時間。3 南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)現(xiàn)狀 南安市區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)況 3．1．1 南安市地理情況南安市位于福建省東南部，現(xiàn)轄溪美鎮(zhèn)、美林街道、柳城街道、侖蒼鎮(zhèn)、英都鎮(zhèn)、翔云鎮(zhèn)、東田鎮(zhèn)、官橋鎮(zhèn)、水頭鎮(zhèn)、石井鎮(zhèn)、蓬華鎮(zhèn)、詩山鎮(zhèn)、碼頭鎮(zhèn)、金淘鎮(zhèn)、眉山鄉(xiāng)、向陽鄉(xiāng)、九都鎮(zhèn)、羅東鎮(zhèn)、樂峰鎮(zhèn)、梅山鎮(zhèn)、洪瀨鎮(zhèn)、洪梅鎮(zhèn)、康美鎮(zhèn)