10kV配網(wǎng)接地方式分析及改進(jìn)措施

謝文成 郭偉 阿里亞古麗·艾尼瓦爾

摘要：為進(jìn)一步提升10kV配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，減少安全事故的發(fā)生，確保區(qū)域內(nèi)電力資源的合理調(diào)配。文章將配網(wǎng)接地方式作為研究核心，從多個(gè)角度出發(fā)，全面梳理配網(wǎng)接地的集中類(lèi)型，充分借鑒過(guò)往有益經(jīng)驗(yàn)，不斷創(chuàng)新改進(jìn)方法，以期為相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)的開(kāi)展提供參考。

關(guān)鍵詞：10kV;配電網(wǎng);接地方式;改進(jìn)方案

前言

國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市體量的擴(kuò)大，使配電網(wǎng)絡(luò)用電負(fù)荷逐步增加。在這一背景下，我國(guó)投入大量資源進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，推動(dòng)電力線路的電纜化，并對(duì)配網(wǎng)接地方式進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)必要的技術(shù)處理，做好中性點(diǎn)接地處理，避免在用電負(fù)荷過(guò)大的情況出現(xiàn)，接地點(diǎn)出現(xiàn)電弧自動(dòng)熄滅時(shí)間過(guò)程，減少停電故障發(fā)生機(jī)率。文章立足于實(shí)際，以中性點(diǎn)配網(wǎng)接地作為研究對(duì)象，在全面分析中性點(diǎn)接地基本情況的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，做好相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)工作。

1.10kV配網(wǎng)中性點(diǎn)接地概述

對(duì)10kV配網(wǎng)中性點(diǎn)接地的概述，有助于引導(dǎo)工作人員在思維層面形成正確的認(rèn)知，明確10kV配網(wǎng)中性點(diǎn)接地的基本流程以及相關(guān)特點(diǎn)，為后續(xù)相關(guān)技術(shù)改進(jìn)工作的開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地作為一種常見(jiàn)的接地方式，在三相交流電機(jī)制內(nèi)，將中性點(diǎn)與參考地之間進(jìn)行電氣連接，以中性點(diǎn)接地作為切入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了電氣網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，大大提升電力網(wǎng)絡(luò)自身的絕緣水平，同時(shí)對(duì)于10kV配電網(wǎng)過(guò)壓水平、繼電保護(hù)、通訊機(jī)制等產(chǎn)生了積極作用，將10kV配電網(wǎng)保持在合理的運(yùn)行空間內(nèi)[1]。在過(guò)往的技術(shù)處理環(huán)節(jié)，對(duì)于10kV配電網(wǎng)，通常使用小電流的接地方式，也就是中性點(diǎn)非有效接地方式，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累，逐步形成中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地、高阻接地以及低阻接地等多種方式。在中性點(diǎn)接地框架下，10kV配電網(wǎng)即便發(fā)生單相接地故障，短路電流得到有效控制，電流體量較小，不會(huì)出現(xiàn)大面積停電的情況，為后續(xù)電力故障檢修爭(zhēng)取時(shí)間。

2.10kV配網(wǎng)中性點(diǎn)消經(jīng)弧線圈接地方案分析

與其他幾種中性點(diǎn)接地方式相比，經(jīng)消弧線圈實(shí)用性較好，成本較低，適應(yīng)性較強(qiáng)，較好地滿(mǎn)足現(xiàn)階段配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與升級(jí)的相關(guān)要求，確保對(duì)單相接地故障的高效防范。在研究過(guò)程中，基于這種實(shí)際，將經(jīng)消弧線圈作為研究重點(diǎn)，全面評(píng)估該技術(shù)方案，以確保中性點(diǎn)接地的科學(xué)高效使用。

2.1經(jīng)消弧線圈補(bǔ)償機(jī)制

經(jīng)消弧線圈接地也被稱(chēng)為諧振接地系統(tǒng)，作為一種高效的接地方案，在10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)與參考地面之間加入消弧線圈之后，一旦配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部出現(xiàn)單相接地故障，故障電流將會(huì)受到削弱，將故障損失以及危害范圍控制在合理的范圍，為后續(xù)故障檢修以及排除工作的開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[2]。從經(jīng)消弧線圈組成來(lái)看，消弧線圈主要由鐵芯以及感應(yīng)線圈組成，線圈電阻較小，電抗較大，同時(shí)感應(yīng)線圈與鐵芯之間存在一定的空隙，為避免消弧線圈在使用過(guò)程中出現(xiàn)飽和的情況，在線圈與鐵芯之間填充絕緣板。在這種情況下，如果配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部出現(xiàn)接地故障，消弧線圈內(nèi)形成的感應(yīng)電流會(huì)對(duì)接地電容電流進(jìn)行必要的補(bǔ)償，控制接地電流的大小，同時(shí)也能夠?qū)⒐收蠀^(qū)域電弧兩端電壓恢復(fù)速度進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)電弧的快速熄滅。

2.2自動(dòng)調(diào)諧接地補(bǔ)償方案

電力網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)以及相關(guān)技術(shù)的成熟，使中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方案成為現(xiàn)階段一種主流的中性點(diǎn)接地方案。在計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)的支持下，自動(dòng)調(diào)諧接地補(bǔ)償方案日益成熟，實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量接地電流電容、調(diào)控分接頭位置，形成自動(dòng)化技術(shù)方案，降低10kV配電網(wǎng)絡(luò)故障排除難度，提升配網(wǎng)接地故障檢修質(zhì)效，切實(shí)滿(mǎn)足現(xiàn)階段配電網(wǎng)絡(luò)的管控要求[3]。自動(dòng)調(diào)諧接地補(bǔ)償機(jī)制主要由接地變壓器、消弧線圈、阻尼電阻、微機(jī)控制器等裝置組成，具體來(lái)看，在10kV配電網(wǎng)絡(luò)電源進(jìn)行無(wú)中性點(diǎn)引出時(shí)，接地變壓器可以為引出點(diǎn)提供人工接點(diǎn)位置。通過(guò)這種方式，來(lái)確保變壓器運(yùn)行的可靠性，減少電力故障的發(fā)生。消弧線圈在使用的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)著眼于實(shí)際，對(duì)消弧線圈的類(lèi)型進(jìn)行準(zhǔn)確選擇，確保消弧線圈滿(mǎn)足實(shí)際的使用需求。考慮到配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行特點(diǎn)，消弧線圈在使用過(guò)程中，為了滿(mǎn)足提升調(diào)諧波精度，技術(shù)人員可以適當(dāng)增加消弧線圈的檔位，借助于檔位的增加。自動(dòng)調(diào)諧接地補(bǔ)償方案是在通過(guò)控制中性點(diǎn)諧振過(guò)壓的情況下，保持配電網(wǎng)絡(luò)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)，適應(yīng)配電網(wǎng)絡(luò)過(guò)補(bǔ)、全補(bǔ)等情況下，配電網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)接地技術(shù)處理要求。同時(shí)與其他技術(shù)方案相比，自動(dòng)調(diào)諧接地補(bǔ)償裝置保護(hù)動(dòng)作較為準(zhǔn)確，有效處理各類(lèi)短路問(wèn)題，大大提升了配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性。但其成本較高，主要適用于新建變電站。

3.10kV配網(wǎng)中性點(diǎn)接地改進(jìn)方案

10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地改進(jìn)工作的開(kāi)展，要求技術(shù)人員著眼于實(shí)際，以現(xiàn)有的技術(shù)手段為支撐，在科學(xué)性原則、實(shí)用性原則的基礎(chǔ)上，積極轉(zhuǎn)變思路，進(jìn)行中性點(diǎn)接地改進(jìn)方案的制定與優(yōu)化。

城市化過(guò)程中，原有的架空配電線路逐步被電力纜線所取代，這種處理方案，固然能夠降低配電網(wǎng)絡(luò)維護(hù)難度，避免電力線路出現(xiàn)破損的情況，但是這種升級(jí)也使配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)接地電容電流逐漸增加，原有的中性點(diǎn)接地處理方案，越來(lái)越難以滿(mǎn)足大體量電容電流環(huán)境下單相接地故障的處理需求[4]?；谶@種實(shí)際，在充分吸收間接過(guò)往有益經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)，進(jìn)行10kV配電網(wǎng)絡(luò)接地方式的升級(jí)改造，確保接地機(jī)制的有序運(yùn)轉(zhuǎn)，縮短故障排除時(shí)間。以中性點(diǎn)低電阻接地改進(jìn)方案為例，作為一種新的改進(jìn)方式，其較好地適應(yīng)了配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中的使用需求，具體來(lái)看，中性點(diǎn)低電阻接地作為電阻與對(duì)地電容之間電荷釋放的主要渠道，是確保電力系統(tǒng)諧振阻尼的重要元器件。配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，如果出現(xiàn)單相接地故障，導(dǎo)致線路內(nèi)電流過(guò)大，中性點(diǎn)低電阻接地則可以通過(guò)繼電保護(hù)的方式，對(duì)故障區(qū)域的電路進(jìn)行快速切除，通過(guò)這種方式，確保整個(gè)配電區(qū)域供電的穩(wěn)定性。從實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用情況來(lái)看，中性點(diǎn)低電阻接地改進(jìn)方案，能夠通過(guò)控制工頻以及抑制光弧電壓的方式，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各類(lèi)諧振過(guò)電壓進(jìn)行消除處理，從而為各個(gè)電力設(shè)備的有序運(yùn)轉(zhuǎn)營(yíng)造了良好的外部環(huán)境[5]。同時(shí)對(duì)于大電流的接地處理，則可以實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域的準(zhǔn)確定位，為故障排除以及檢修工作的開(kāi)展提供便利。借助于中性點(diǎn)低電阻接地改進(jìn)方案，能夠進(jìn)一步提升接地故障排除質(zhì)效，有效增強(qiáng)現(xiàn)階段10kV配電網(wǎng)絡(luò)接地故障的處理需求，對(duì)于增強(qiáng)配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性以及可靠性有著極大的裨益。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，文章著眼于實(shí)際，以中性點(diǎn)接地作為主要研究對(duì)象，在全面分析中性點(diǎn)接地原理的基礎(chǔ)上，以科學(xué)性原則、實(shí)用性原則為先導(dǎo)，轉(zhuǎn)變觀念，創(chuàng)新方法，積極做好10kV配網(wǎng)中性點(diǎn)接地改進(jìn)工作，以有效彌補(bǔ)現(xiàn)階段10kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地過(guò)程中出現(xiàn)漏洞，強(qiáng)化接地質(zhì)效。進(jìn)一步做好10kV配電網(wǎng)絡(luò)的管理工作，減少電力事故的發(fā)生，確保電力資源的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)。

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