10kV配网现有接地方式及其使用的配套装置分析探究

10kV配网现有接地方式及其使用的配套装置分析探究

刘始艺

（广东电网有限责任公司肇庆供电局广东肇庆526060）

摘要：10kV配电网络在我国电网中占有重要地位，随着市场经济体制的深化改革，对电力系统的整体生产水平提出了更高的要求，电力系统中性点接地方式与系统供电可靠性、安全性等密切相关，10kV配网依据网架各异系统中性点采用不同接地方式及相应的配套装置，需要正确地看待接地方式及配套装置对配网的实际作用。基于此，本文就10kV配网现有接地方式及其使用的配套装置进行分析研究。

关键词：10kV接地；配网接地；接地方式；配套装置；

前言：

选择有效的接地方式及其使用的配套装置，可以为10kV配网组成结构优化及整体服务水平提升提供可靠地保障，促使配网可以长期处于稳定、高效的运行。因此，需要从多个角度对10kV配网现有接地方式及其使用配套装置进行科学的分析研究，以便为接地方式优化与配套装置性能改善提供有效的参考信息。

1现有10kV配网接地方式分析

1.1中性点不接地方式

中性点不接地方式结构简单、投资少，是我国早期10kV系统应用较多的一种接地方式。当发生单相接地故障时，故障相电压降为零，非故障相电压升高到原来的√3倍，但线电压保持不变，可继续运行1~2小时。很长一段时间内城市10kV配网建设与运行中主要采用的是中性点不接地方式，客观地说明了这种接地方式应用良好性。在中性点不接地方式作用下，可以为方便相关设备安装，降低设备维修保养成本。这种接地方式应用于10kV配网建设中，可以使配网具有小电容，实现自动熄弧。结合中性点不接地电网中性点的实际概况，可知其具有良好的绝缘特性。因此，当电容量不足时，弧光接地现象发生中电弧将会产生循环性的重燃或者熄灭问题，间接地加大了系统运行紊乱现象出现的概率，一定条件下可能会损坏设备。随着近些年电缆比例的大幅增加，系统对地电容电流增大。当故障电流较大时，接地电弧不能自行熄灭，易导致相间短路等故障范围扩大，造成线路跳闸停电。中性点不接地方式不能适应电网的发展，因此，这种接地方式适用于农村或者人口数量较少的城市10kV配网建设中。

1.2中性点经消弧线圈接地方式

中性点经消弧线圈接地时，其单相接地故障电流仅为补偿后很少的残余电流，使电弧不能维持而自动熄灭，起到抑制电弧重燃作用。这种接地方式具有良好的过电压质量，可以结合10kV配网建设需求满足其补偿要求。采用该接地方式时，若保持良好的伏安特性，能够实现单相高阻接地补偿，确保配网的正常运行。主要优点为：（1）发生单相接地故障时，消弧线圈产生的感性电流补偿电网产生的容性电流，可以使故障点电流接近于零，一般允许线路带故障运行2h，增强了供电可靠性。（2）供电局可及时告知重要用户做好停电准备，运维人员有相对充裕的时间查找故障线路故障点。但同时也存在因系统运行方式发生改变时会因补偿不当引起谐振过电压，同时不能消除弧光接地过电压，单相接地过渡阶段的高频振荡电流电弧效应往往会引发相间短路问题，对系统设备线路绝缘水平要求较高，因消弧线圈补偿后接地选线装置选线准确率不高。

1.3中性点小电阻接地方式

中性点小电阻接地方式是指将一定阻值大小的电阻（一般在20Ω以下）通过有效的形式接入到中性点与地之间的方式。单相接地故障电流限制在400A~1000A。依靠线路零序电流保护将单相接地故障迅速切除，同时非故障相电压不升高或升幅较小，对设备绝缘等级要求较低，其耐压水平可以按相电压来选择。这种接地方式使用中的优势在于：谐振过电压良好；减少了间歇性弧光接地造成的影响。在配电网中性点接地方式中，中性点经小电阻接地方式是一种常用的接地方式，它可以有效的限制间歇性弧光接地过电压，降低系统操作过电压。在配合单相接地保护以后，可以在短时间内切除故障线路，从而降低设备的绝缘水平。实际使用证明，在自动化程度比较高的地区，收到了良好的经济效益和社会效益。

1.4中性点经消弧线圈并联智能小电阻接地方式

中性点经消弧线圈并联小电阻接地方式是中性点消弧线圈接地方式的“升级版”该方式兼具传统小电阻接地和消弧线圈接地的优点并避免其缺点，相比单纯小电阻接地，降低了单相接地引起的跳闸率。相比单纯的消弧线圈接地，优势是能够较好的选对接地线路并实现跳闸。单纯消弧线圈接地方式中接地线路选线一直是一个难题，传统选线装置因为机理局限，选线准确率较低。中性点经消弧线圈并联小电阻接地系统发生单相接地故障时，系统根据已测量的电网电容电流值计算出需要补偿的电感电流，然后控制可控电抗器输出补偿电流。瞬时性接地故障由电感电流补偿后，电弧熄灭，接地故障自动消除恢复正常状态，从而避免了小电阻接地方式中一有故障立刻跳闸，使得线路跳闸率高的情况。而对于可控电抗器补偿较长时间后（一般设定为10s）接地故障仍然存在的情况，则认为系统发生了永久性接地故障，需停电处理。此时成套装置动作过程是当接地持续时间超过10s后自动闭合高压接触器投入小电阻，使馈线保护动作，通过开关跳闸切除故障线路。投入小电阻后，可控电抗器自动退出补偿，当故障线路隔离后，系统恢复正常运行，控制装置自动断开接触器退出小电阻。小电阻的准确投入实现了故障线路的快速准确隔离，避免了故障扩大。

210kV配网现有接地方式使用中的各种配套装置

结合当前我国配电网络的实际建设情况，系统不同接地方式有着不同的配套装置。综合上述几种接地系统有着对应不同的配套装置。

（1）自动调谐接地补偿装置

此种装置主要由消弧线圈、接地变压器、阻尼电阻等部分构成，安装于电网系统之中，可有效控制谐振过电压变化，最大限度避免系统运行过程中的反复接地故障及相间短路问题，在保障配电网线路及电器设备安全的前提下促进配电网平稳、高效运行，进而保障配电网的运行效率与效益。

此外，此套装置的使用也存在一些缺陷限制装置在配电网中的推广应用：实际操作、维护方面仍然存在一些障碍，这些障碍的产生主要因为此套装置多项技术尚处于调整与改革阶段，没有广泛的适用性；装置用于变电站建设之外的其他方面有很多技术障碍，投资也会随之加大；不能实现电感值的灵活调整。

（2）事故录播功能：接地成套装置控制运行过程中生成的录波文件可以记录接地故障前、接地故障初始时段、接地故障消失前时段、接地故障消失后时段零序电压及补偿电流波形，为分析故障原因提供依据。

（3）接地选线装置：

为提高10kV系统供电可靠性，减轻变电站值班、巡检、集控人员的工作，消弧线圈成套装置均提供有相应的接地选线装置。

接地选线装置可以自动罗列配网接地故障可能性大小排序的线路，并判断可能性最大的线路为故障线路。这种装置的合理使用，可以为配网接地故障处理中接地线路的合理选择提供参考信息，为维护工作的顺利开展打下了坚实的基础。

在实际应用中，根据现场接地选线装置的动作，外加调度部门在调度台EMS的SOE报文，可以清晰了解具体线路接地的选线情况，有助于调度工作人员正确切断接地线路，避免了盲目试漏带来的多条线路停电。

3结束语

综上所述，现有10kV系统接地方式及其配套装置对配网正常工作占据着重要的地位，几种接地方式各有其优缺点，因此应根据地区电网的结构、电缆化比例、负荷重要程度等因素，依据广东电网公司相关规定对配电网接地方式进行选择。笔者认为:在电缆化程度较高或以电缆和绝缘架空线为主的电网中优先考虑小电阻接地，在以架空线为主的电网中宜采用经消弧线圈并小电阻接地。

参考文献：

[1]DL/T620-1997,交流电气装置的过电压保护和绝缘配合[S].

[2]平绍勋，周玉芳．电力系统中性点接地方式及运行分析[M]．北京：中国电力出版，2010：119-119．

[3]赵洪健,吴文勇.配电网中性点接地方式研究.[J].机电信息.2010,06.