配电网接地方式及故障处理

配电网接地方式及故障处理

(正蓝旗供电分局内蒙古自治区锡林郭勒盟027200)

摘要:电力系统的中性点接地方式与系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压水平等密切相关。近年来,由于配网中电缆线路的大量采用,使得系统电容电流逐年增加,不接地方式和消弧线圈接地方式已不能很好地保证配网安全可靠运行

关键词:配电网;接地方式;故障处理

1配电网接地标准

IEC国际电工委员会将低压配电系统接地方式分为:TT系统、TN系统、IT系统。第一个字母表示电力系统的对地关系,即T表示一点直接接地;I表示不接地或通过阻抗及通过等值线路接地。第二个字母表示电气装置外露可导电部分的对地关系,即T表示独立于电力系统可接地点而独立接地;N表示与电力系统可接地点直接进行电气连接。

1.1TN系统

在TN系统中,为了表示中性线和保护线的组合关系,有时在TN代号后面还可附加以下字母:S表示中性线和保护线在结构上是分开的;C表示中性线和保护线在结构上是合一的(PEN线)。TN系统常见的接线形式有3种:TN—S系统表示整个系统中性线与保护线是分开的;TN—C—S系统表示系统中有一部分中性线与保护线是合一的;TN—C系统表示整个系统中性点与保护线是合一的。

1.2TT系统

TT系统有1个直接接地点,电气装置的外露导电部分接至电气上与低压系统的接地点无关的接地装置。

1.3IT系统

IT系统的带电部分与大地间不直接连接(经阻抗接地或不接地),而电气装置的外露导电部分则是直接接地的。

2中压配电网接地方式的应用情况

2.1国内外应用情况

在国外,美国具有电网结构好、自动化水平和供电可靠性高的优势。在城市供电系统中,中性点直接接地方式或低电阻接地方式占绝大多数,其次就是采用经消弧线圈接地方式,约占12%。日本11kV~33kV的电网中性点采用经电阻接地方式占30.63%,经消弧线圈和电抗接地方式占27.9%。英国主要采用了直接接地方式和经消弧线圈接地方式。在欧洲其他主要国家,例如法国、西班牙、瑞士等,132kV以下的电网主要也采用经消弧线圈接地方式。不难发现,国外配电网中性点接地方式主要采用经电阻接地方式和经消弧线圈接地方式,如何进行选择主要根据地区的不同实际情况而定。上海地区以低电阻接地方式为主,计划逐步将消弧线圈改为低电阻接地方式。南京市区个别电缆线路较多变电站采用的是低电阻接地方式,零序保护投跳闸,一旦线路发生单相接地故障,零序保护动作立即跳闸。其余大部分变电站仍采用较为普遍的中性点经消弧线圈接地方式,零序保护退出不用,接地选线装置动作正确率较低。目前,南京地区一共改造了22个变电站的低电阻接地方式。厦门岛内电缆化率已达到90%以上,一旦发生接地故障电容电流非常大,所以厦门岛内变电站均采用了中性点经低电阻接地的方式,零序保护投跳闸,一旦发生接地故障,线路立刻跳闸,减少对设备的危害。厦门岛外采取了中性点经消弧线圈接地的方式,零序保护投信号并安装有接地选线装置。接地选线装置的正确率基本在50%以下。

2.2现状接地方式及存在的问题

以某地区为例,某中压配电网均采用中性点经消弧线圈接地方式。由于城市化建设的快速发展,某城区大部分中压架空线路已逐渐改造为电缆线路,新建配电网均以电缆线路为主。在电网建设初期,变电站布点有限,中压配电网供电距离较长,同时,受敷设方式的影响,电缆载流量受到制约,部分变电站出口线路采用并板的方式,致使变电站对地电容电流过高。根据规程规定,装在电网变压器中性点的消弧线圈应采用过补偿方式,以防止运行方式改变时,电容电流减少,使消弧线圈处于谐振点运行,过补偿系数取1.35。国网公司通用设备及物资系统中,消弧线圈最大容量为1000kVA,所补偿的电容电流不应超过128A。而根据现场实测结果,会展变、融城变、莱茵变、翱翔变、河芦变、印象变的电容电流均超过128A。也就是说,上述变电站配置1000kVA的消弧线圈,会出现全补偿,甚至是欠补偿方式。当变电站的消弧线圈发生欠补偿时,电容电流过大,接地点的电弧不能自行熄灭,可能直接引起火灾,甚至引燃可燃气体、煤尘等造成爆炸。当出现间歇性电弧接地时,产生弧光接地过电压,可达相电压的3~5倍,且持续时间可长达几小时,对整个电网的绝缘都有很大危害。同时,单相电容电流过大,使接地点热效应增大,对电缆等设备造成热破坏,若电流流入接地网,可能造成接地电网电压升高,危害人身安全。中性点经消弧线圈接地电网小电流接地选线准确率低,错选概率较大,容易造成线路误跳,影响小电流接地的优势发挥。

3低电阻接地方式的技术原则

3.1适用范围

电容电流超过100A~150A以上,以电缆网为主时,宜采用中性点经低电阻接地方式。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。

3.2基本原则

(1)中性点经低电阻接地方式的设备绝缘水平应大于2.5p.u。(2)采用中性点经低电阻接地方式时,单相接地故障电流应控制在1000A以下。(3)中性点经低电阻接地系统阻值不宜超过10Ω,使零序保护具有足够的灵敏度。(4)低电阻接地系统必须且只能有一个中性点低电阻接地运行,正常运行时不应失去接地变压器或中性点电阻;当接地变压器或中性点电阻失去时,主变压器的同级断路器应同时断开。(5)中性点经低电阻接地方式可与配电自动化同步实施,确保电网供电可靠性。若条件限制无法实现配电自动化,可通过配置自投开关,实现负荷之间的快速互导。(6)中性点经低电阻接地方式应配置零序保护,保护方式及定值的选择应满足高电阻接地和金属性接地可靠动作的要求,电缆线路还需校核区外接地故障不误动。(7)中性点经低电阻接地系统与消弧线圈接地系统的线路原则上不允许联络、相互倒带,如果交界线路确实需要在应急情况下进行临时负荷倒带的,相关变电站及线路(含用户)的设备应采用消弧线圈接地系统绝缘水平。(8)接入中性点经低电阻接地方式的用户应配置零序保护,设置一段定时限零序过电流保护,电流定值按与上级配合整定,时间0秒。(9)尽量避免现状架空线路改接进中性点经低电阻接地系统,若条件限制无法实现电缆敷设时,架空线路及附属设备应实施全绝缘化,并采取防雷措施,降低单相接地故障几率。

结束语

接地方式对于人身的安全影响主要体现在2个方面:一个是由于接地方式不同,单相接地时的入地电流不同,而引起地电位抬高、接触电压过大而使人发生触电的事故;另一方面是由于人体直接接触带电线路而发生触电的事故。

参考文献:

[1]李振强,彭庆华,李辉,范冕.国家电网公司小电流接地情况及故障处理技术[J].供用电.2017(05)

[2]车顺吉.小电流接地检测产品的应用[J].科技传播.2014(05)

[3]潘馨雨,张新慧,哈恒旭.浅析小电流接地系统暂态选线新方法[J].国网技术学院学报.2013(05)

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