【正文】 、省新鎮(zhèn)、霞美鎮(zhèn)2個鄉(xiāng)、21個鎮(zhèn)及2個街道。 南安市區(qū)主網(wǎng)現(xiàn)狀 南安市區(qū)電網(wǎng)主要依靠省網(wǎng)供電，地方小火電、風(fēng)電作為補充供電電源，電網(wǎng)主要電壓等級為220／110／35／10(干伏)。 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。 南安北區(qū)10kV配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，基本無環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，主要接線有樹十式接線和放射式接線。10kV配電線路: 南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)屬混合線路嘲，其中市區(qū)以電纜線路為主。 早年整改的豐十線電纜截面較小，多為70～150mm2，近年則基本采用截面較大的電纜，多為240～300mm2，均采用交聯(lián)聚乙烯電纜。 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。部分變電站裝設(shè)了電阻R，測量時應(yīng)短接R，否則應(yīng)引起較大的誤差，甚至無法進(jìn)行測量。否則，因母線上有多個PT，導(dǎo)致PT間相互分流，會引起較大誤差，此時的測量結(jié)果會小于母線的實際電容電流值。開口三角端(3Uo)安裝的消諧電阻(140Ω)及其負(fù)載不影響電容電流的測量。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。110kV坵洋變電站的測量中，測試儀無法向PT開口三角測量回路注入信號，分析認(rèn)為；PT開口三角回路異常，可能為開路，故無法測量。 各變電站母線段電容電流統(tǒng)計表電容電流小于10A10A~30A大于30A無測量值母線數(shù)量24252比例6%12%76%6% 按變電站所屬區(qū)域劃分，市區(qū)、官橋、水頭、石井變電站電容電流較大，其他變電站電容電流較小。據(jù)對110kV湖美變電站10kV Ⅱ段母線的統(tǒng)計，96年9月18日～97年5月25日期間，多次出現(xiàn)PT諧振過電壓，共燒斷PT高壓熔斷器8次，110kV美林變電站于投產(chǎn)后運行1個多月時間，10kVI、II段母線分別燒斷PT高壓熔斷器5次和6次，美林變電站和石井池變電站還發(fā)生了10kV線路接地，引發(fā)開關(guān)柜短路爆炸事故。 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年多運行后，1999年11月全部改造為小電阻接地方式。表3．23 各變電站lOkV母線電容電流及接地方式表電壓等級變電站名稱母線編號線路條數(shù)電容電流/A接地方式電阻值Ω220kV玉葉變10kV1M5不接地1610kV2M2小電阻16220kV貴峰變10kV1M11小電阻1610kV2M10小電阻16110kV湖美變10kV1M8小電阻1610kV2M9小電阻16110kV溪美變10kV1M10小電阻1610kV2M8小電阻16110kV湖美變10kV1M10小電阻1610kV2M9小電阻16110kV美林變10kV1M9無測量結(jié)果小電阻15110kV坵洋變10kV1M8無測量結(jié)果不接地4 南安市區(qū)10kY配電網(wǎng)中性點接地方式的選擇 南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點接地方式的選擇 南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點接地方式的選擇 從上面對南安市區(qū)配電網(wǎng)的調(diào)查可知，南安市區(qū)7座變電站中，除玉葉站、坵洋站兩座郊區(qū)變電站采用電纜和架空線混合線路外，其它5座變電站均以電纜線路為主，目前已在12座變電站中裝設(shè)了小電阻接地方式?？刹捎媒^緣水平較低的電纜，減少配電網(wǎng)的投資，同時原有絕緣水平較低的電纜可繼續(xù)運行。隨著光纖通信的普及，小電阻接地方式對通信干擾影響越來越小。 基于南安市區(qū)10kV配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點和接地方式現(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。有利于完善10kV配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。單相接地故障時，按地電流較大，當(dāng)故障發(fā)生在開關(guān)柜內(nèi)時，很容易造成開關(guān)柜三相短路，甚至開關(guān)柜“火燒連營”。 小電阻接地方式的優(yōu)化 中性點經(jīng)小電阻接地電網(wǎng)在發(fā)生永久性或瞬時性故障時，都可以實現(xiàn)立即跳閘切除故障線路，正是這種運行特點，決定了它在架空線路或是供電可靠性要求比較高的電纜線路里面應(yīng)用的局限性。下面根據(jù)10kV中性點經(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。隨著10kV中性點經(jīng)16Ω或15Ω電阻接地方式在南安供電局配網(wǎng)的采用，變電所中少量10kV架空出線或電纜和架空混合出線，發(fā)生單相接地故障造成三相跳閘的次數(shù)明顯增加，這就影響了日前配電系統(tǒng)供電的可靠性。對于10kV饋線這一類單相接地瞬時性故障，如果在饋線保護(hù)中投入重合閘方式，則能實現(xiàn)三相跳閘一次重合閘的功能，而可以提高饋線供電的可靠性。對于電纜和架空混合線路，可以考慮采用安全性較高的單相接地故障二相一次重合閘方式，此時故障線路的斷路器開斷或重合的短路電流只是主要由單相接地故障時10kV中性點的電壓和中性點16Ω電阻所確定的阻性電流(在設(shè)計中電阻的選擇使得阻性電流遠(yuǎn)大于容性電流)，約為400A。 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。=K 利用單相接地故障時，或較小且接近單相接地故障阻性電流特征值，其它故障時或較大的特性判別單相接地故障與其它故障。 10kV饋線微機保護(hù)綜合重合閘邏輯原理 下面簡述由作者參與提出的邏輯構(gòu)思，由南京自動化設(shè)備總廠開發(fā)的饋線微機保護(hù)綜合重合閘的邏輯原理。 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。電流速斷閉鎖重合閘: 本重合閘方式在單相接地或過流保護(hù)動作啟動重合閘，而電流速斷保護(hù)動作則閉鎖重合閘。 過流保護(hù)啟動三相重合閘需同時滿足下列邏輯條件： 過流保護(hù)動作；零序電流保護(hù)不動作；電流速斷保護(hù)不動作；控制字在“速斷閉鎖重合閘”。 10kV饋線微機保護(hù)綜合重合閘的邏輯原理圖 圖4．2 10kV饋線微機保護(hù)綜合重合閘的邏輯原理圖 南安沿海地區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點接地方式的選擇 南安沿海地區(qū)10kV配電網(wǎng)中性點接地方式的選擇 南安沿海地區(qū)目前有110kV變電站11座，分別為西莊變電站、塘上變電站、后田變電站、內(nèi)厝變電站、龍鳳變電站、石豐變電站、石井變電站、郭前變電站、集控區(qū)變電站、水頭變電站和下邦變電站，在這11座變電站中。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。 2006年9月2日受臺風(fēng)影響，南安沿海地區(qū)全部32條線路共有31條故障跳閘。塘上變電站和后田變電站應(yīng)盡快加裝消弧線圈接地。 采用消弧線圈接地時，應(yīng)選用自動跟蹤、自動調(diào)諧的消弧線圈接地系統(tǒng)，使配電網(wǎng)經(jīng)常處在最佳狀態(tài)下運行，并采用自動選線跳閘裝置，適應(yīng)無人值班變電站的要求。 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，制約了中性點諧振接地方式的應(yīng)用?？焖傧【€圈加快速選線跳閘，即采用快速可控消弧線圈消除瞬時性接地故障，而當(dāng)非瞬時性故障發(fā)生時，快速選出接地故障線路并跳閘。圖4．3快速可控消弧線圈原理結(jié)構(gòu)圖4．4等效電路圖4．3中，變壓器的高壓繞組作為工作繞組(NW)接入配電網(wǎng)，低壓繞組作為控制繞組(CW)被兩個反向并聯(lián)的可控硅(SCR)短路。為可控硅的可變等效阻抗。NW的等效感抗由可控硅的導(dǎo)通角控制，導(dǎo)通角在0 186。之間連續(xù)改變時，NW所輸出的補償電流在O至額定電流之間無級連續(xù)變化。由于可控硅與線幽連接，工作既無電壓、電流突變，無反峰電壓的良好工況下，其安全性可得到保障。消弧線圈使接地故障電流變?yōu)楹苄〉臍埩?，消弧線圈性能越好，殘流就越小，選線就越困難，福建省電力試驗研究所研制的配電網(wǎng)接地故障智能檢測裝置與新型消弧線圈相結(jié)合采用零序電量加小擾動的原理提高選線的準(zhǔn)確度。論文通過分析10kV電網(wǎng)中性點各種接地方式的優(yōu)缺點、國內(nèi)各地的運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，建議采用中性點經(jīng)消弧線圈接地。南安市區(qū)分為互為獨立的南北兩個區(qū)域，由于兩個區(qū)域的地理結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)條件不同，造成10kV配電網(wǎng)差別較大，南北兩個區(qū)域的10kV配電網(wǎng)中性點接地方式可單獨選擇。但為克服該按地方式供電可靠性差的缺點，10kV饋線應(yīng)采用綜合重合閘方式進(jìn)行優(yōu)化。南安市區(qū)、官橋、水頭及石井有部分變電站，其母線電容電流較大，目前仍采用中性點不接地方式運行，已不能適應(yīng)電網(wǎng)安全運行的需要，建議盡快加裝小電阻接地或消弧線圈接地方式。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。 在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作?；厥状髮W(xué)生活，師院承載了我最美年華里的四個春翡夏翠秋金冬銀，有過歡笑也曾留下遺憾，但慶幸的是，此時此刻我們還能聚首一起暢想未來。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。這些都多虧了老師的辛勤指導(dǎo)和教誨。37