灵活接地方式在20kV配电网中应用

1、灵活接地方式在20kv配电网中应用【摘要】中性点接地方式是20kv中压配电网升压改造过 程中所面临的综合技术之一，它与升压改造过程中继电保 护、相关设备的选型与投资预算、供电可靠性等都有很大的 关系。选择正确的接地方式是保证20kv电网安全可靠运行 的重要基础，本文针对这一课题，提出新型灵活接地方式， 并将此方式实际应用于桐乡电网20kv改造中。【关键词】20rv；升压改造；接地方式；灵活接地引言目前在我国电网接地方式有三种：直接接地（包括小电 阻接地）、不接地、消弧线圈接地。且都具有成熟的运行经 验，电网企业可根据不同电压等级或运行方式等选择接地方 式。在我国，中压电网中性点接地方式的选择一

2、直是理论界 和工程界关注的热点问题，在中压电网改造中，尤其是近年 来随着负荷集中度的增加，将20kv作为配电电压以及该该 系统的接地方式等也引起了相关专家和学者的普遍关注 1。桐乡中压配电网电压等级由10kv升至20kv后，应根 据行业标准与原有10kv中压配电网的运行经验,并结合20kv 系统的实际状况重新选择合理的中性点接地方式和相应继 电保护措施，确保配电网供电安全可靠。1、桐乡市配电网电压等级由10kv升压改造至20kv概伴随着我国国民经济的持续发展，电力供需矛盾不断加 剧，现行10kv配电网在供电能力等方面存在很多局限性。 根据我国实际情况已论证，20kv电压技术上是可行的，经济 上

3、是优越的。作为全国20kv电网改造的试点，桐乡市配电 网电压等级由10kv升压改造至20kv,但不是将原有10kv配 电网推倒重来，而是要在1orv配电网的基础上，尽可能充 分利用1orv设备和设施，从而达到合理利用资源，最大程 度节省成本。在升压改造过程中，部分设备设施（如架空线 路和部分电缆线路）可直接进行升压，但升压后，原有设备 的耐压水平达不到20kv配电网所规定的耐压水平要求。根据改造原则，最先开始改造的桐乡市洲泉地区的配网 线路及用户设备很大一部分是由原来的1orv设备升级改造 而来，不能承受20kv接地后的过电压，所以不具备采用中 性点不接地或经消弧线圈接地方式的条件，llokv

4、义马变2 台主变为110/20主变，设计之初低压侧采用小电阻接地方 式，20kv出线以电缆和架空线混合为主，均配置零序电流保 护。但是由于该地区鸟类繁衍迅速，鸟害成了引起线路跳闸 的主要原因，经对跳闸动作报告分析，大部分为瞬时性故障, 零序保护动作，重合闸成功，对于该地区的化纤行业用户来 说对用电质量要求非常高，短时的停电对产品质量产生很大 影响，频繁跳闸影响了该地区的正常工业生产。若采用传统 的不接地或消弧线圈接地方式，必然对设备安全运行造成隐 患和威胁，还将产生单相接地故障下的系统选线困难问题， 若采用传统的小电阻接地方式.则不能解决瞬时单相接地故 障线路频繁跳闸的问题。2、灵活接地方式的

5、构思与实践不同接地方式对供电可靠性的影响：自动调谐消弧线圈 接地时快速而有效地响应可以使瞬间性接地故障自动消除， 从而减少了跳闸次数，提高了供电可靠率。中性点经小电阻 接地时，对故障的切除迅速，在单相接地时往往引起跳闸， 若重合不成功就造成用户短时停电，影响了供电可靠率。即 使重合成功，也会由于短时停电的出现，对某些敏感用户造 成影响。对具有架空线路的系统，单相故障的几率高，这就 必然会对供电可靠率造成严重影响2。中性点经小电阻接 地电网在发生永久性或瞬时性故障时，都可以实现立即跳闸 切除故障线路。正是这种运行特点，决定了它在架空线路或 是供电可靠性要求比较高的电缆线路里面应用的局限性。但 是

6、它在限制电网过电压水平等方面的优点是消弧线圈无法 比拟的3。在20kv改造初期采用小电阻接地方式，经统计2011年 20kv线路跳闸179条次，其中因单相接地故障引起的跳闸 141条次，占总跳闸数的78. 8%o因此降低单相接地故障的 跳闸率是提高20kv配电网供电可靠性的关键，也是推广20kv电网改造的关键。通过分析20kv配电网的故障特点和中性点不接地、经 消弧线圈接地和经电阻接地三种方式的优缺点，我局提出了 一种灵活接地方式（消弧线圈并联小电阻接地方式）的设想: 当系统正常运行时，并联小电阻的开关断开，小电阻不投入系统，中性点经消弧线圈接地，系统发生接地故障时，在接地初始阶段，系统处于消

7、弧线接地方式，若为瞬间接地故障，在消弧线圈接地方式下，由消弧线圈熄灭瞬间接地电弧, 系统可连续工作；若为永久性故障，则经一定的延时后，由 控制器发出指令，闭合小电阻开关，实现可靠的变电所选线, 此时较大的电流流过接地点，零序保护动作，使接地线路跳 闸，从而大大提高配电网的运行可靠性和安全性。为了验证 此方案的可靠性及可行性，2011年9月下旬我局先对110kv 义马变#1主变接地方式进行改造。为了保证灵活接地装置投切小电阻的可靠性，对投切小电阻的控制回路采取了双重化配置，具体实施方案为：在投 切小电阻的开关控制回路上并联接触器，接触器控制回路单 独实现投切功能，投切时间按照小电阻的开关投切时限

8、整 定，即保证线路单相接地故障时，小电阻的开关和接触器同 时动作，同时退出。110kv义马变灵活接地方式接线图如图1所示:灵活接地方式自动切换过程：当20kv线路发生单相接 地故障时，在3秒（根据以往数据显示，线路瞬时接地持续 时间都在2秒以内，考虑瞬时性故障持续时间较短，定为3 秒）内故障未自动消除，系统则判断为永久性故障，小电阻 接地开关（接触器）自动合上，投入小电阻，跳开故障线路 开关，在接地故障发生8秒（3秒+零序ii段保护动作时间 0. 8秒+重合闸时间3秒+后加速跳闸时间0. 2秒+余量1秒） 后自动断开小电阻开关（小电阻接触器），系统保持消弧线 圈接地运行。为防止虚接地、压变高压

9、熔丝熔断等现象产生零序电压 造成小电阻误投，本站采用20kv接地变中性点压变零序电 压继电器常开触点去启动小电阻开关（小电阻接触器）合闸 回路。小电阻开关与接触器的运行可靠性直接关系到小电阻 投切是否正常，而且实际运行中动作次数较多，选型时应考 虑开关与接触器的质量，必须加强日常巡视维护工作，确保 设备动作的可靠性。3、灵活接地与小电阻接地方式优越的对比如表1所示。从2011年6-2012年3月份110kv义马变#1主变所供的 6条20kv线路改造前后的瞬时接地跳闸情况（故障录波分析） 统计来看，采用小电阻接地时每月均有不同次数的瞬时接地 跳闸，采用灵活接地方式后未发生瞬时性接地跳闸，根据实

10、际情况，2011年10月份我局已经义马变#2主变完成灵活接 地改造，至2012年3月底#2主变所带出线未发生线路瞬时 接地跳闸，从短期分析来看，已经取得了很好的效果。4、结束语灵活接地方式下，在瞬时故障时，由于是在消弧线圈接 地方式下，单相接地故障电流较小，接地线路不跳闸，同时, 接地电流对接地点周围设备和人身安全造成的影响较小；在 永久性故障情况下，通常消弧线圈接地方式可以带故障工作 l-2h,而灵活接地方式下，经判别为永久故障后，小电阻投 入，正确选线后，接地线路会立即跳闸，以免引起过电压给 系统带来严重影响。因此，在20kv电网改造中，当线路以 电缆和架空线路混合为主时，宜采用本文所述的灵活接地方 式