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摘要:采用中性点经小电阻接地或直接接地方式,可降低系统发生单相接地时中性点不接地变压器的暂态过电压和健全相电压升高数值,能够采用简单的继电保护装置迅速地、有选择性地切除单相接地故障点,从而克服中性点不接地系统的种种缺陷。
关键词:10kV;小电阻接地系统;技术原理;施工验收;运行维护
一、10kV小电阻接地技术的发展及原理
接地变在正常三相平衡负荷情况下,同一铁芯柱的两个绕组电流方向相反,所产生的磁通相互抵销,铁芯柱中的磁通密度极小,绕组呈现极大的阻抗,故空载励磁电流极小,因而它显示出高阻抗作用。当系统发生单相接地时,一相的两个绕组通过零序电流,于是铁芯柱中的磁密度急剧增加导致绕组的电抗大大降低,因三个芯柱上的六个绕组互相间具有磁的联系,所以在单相接地时,接地变的三相电流都会增大。中性点经电阻接地系统其零序电抗与正序电抗的比值一般接近于或等于3,即X0/X1≈3,当系统发生单相接地故障过程中出现的过电压值与系统的正序电抗,零序电抗及零序电阻有关,系统中性点的暂态电压及健全相的暂态电压最大值可按下列公式计算:
中性点的暂态电压最大值:
式中:
健全相的过电压值:(设A相接地)
α—接地系数;U?—相电压
当系统的比值大于3时,健全相的电压趋近于,0<X0/X1<3时,健全相的电压升高很小,也就是说只要零序回路呈现感性,健全相的电压升高就比较小,当X0/X1出现负值时,健全相的过电压就比较高,即零序回路呈现容性时,过电压可能比较高,X0/X1=-2处,零序回路发生谐振。如回路中零序电阻很小,就可能引起高倍数的谐振过电压值。当X0/X1比值为较大的负值时,UB、UC趋近于2倍相电压。当X0/X1=1时,健全相仍保持相电压不会升高。通过以上分析,采用中性点经电阻接地方式,只要适当选择中性点电阻值,系统发生单相接地故障时的过电压就会降低,在考虑中性点经电阻接地系统的绝缘配合时,其内过电压倍数就有可能按3.5倍相电压确定。这样,按IEC标准12kV绝缘水平的进口电气设备就可以在我国的10kV电网中安全运行。
二、10kV小电阻接地装置设备安装、验收
2.1一次设备安装、验收
所有一二次接头必须安装牢固,接触可靠,一次接地线截面不少于50mm2,符合安装规范要求;10kV小电阻接地装置的接地点应确保、可靠与变电站主地网连接;检查10kV小电阻接地变的曲折联结方式;10kV电缆线路安装零序电流互感器时,应注意将电缆护层与电缆支架绝缘,电缆头护层接地线必须由上向下穿过零序电流互感器,在穿过零序电流互感器前不能有碰地;带电部分对地距离按照相关规程规定,连接部分须粘贴温度腊。
2.2二次设备安装、验收
10kV小电阻接地变、电阻柜五防装置检查。检查重点是防止误入带电间隔功能;10kV电缆头的屏蔽接地线所产生的电流严禁反映到该出线的零序CT,接地线必须套热缩绝缘套,接地必须可靠,接地点必须便于巡视检查;10kV馈线的零序CT及10kV电缆头的安装、验收规范要注意10kV电缆头的屏蔽接地线要包热缩套且在零序CT内自上而下一次穿过方可接地;对各有关CT的变比、保护定值、出口压板;零序保护必须用一次加电流方法检验电流定值,零序保护新投入运行或零序电流互感器及其二次回路变动时,为检验电缆外皮与支架绝缘或电缆接地线接地是否良好,必须采用一次加电流方法试验。
三、10kV小电阻接地技术的一、二次设备配置
3.1一次设备选择
接地变压器。接地变压器容量选用420kVA。接地变压器出厂时应做零序阻抗试验。Y0/Y0接线的主变压器要求提供零序保护阻抗值;电阻柜。电阻柜选用热稳定600A,5秒。阻值一般选10Ω;电流互感器。接地变压器相间保护电流互感器选用变比200/5,准确级B级,二级负载2.4Ω;中性点保护用电流互感器应选绕组式,变比150/5,准确级B级,二级负载2.4Ω;馈线零序保护电流互感器选用变比150/5,准确级3级,新站用内径φ100mm,二次负载应为1.2Ω;改造站用内径φ180mm,二次负载1.0Ω。
3.2继电保护配置
10kV馈线、电容器组、站用变设一段零序定时过流保护,一次电流整定值为60A,1秒动作跳馈线开关;10kV接地变压器保护设一段零序过流保护,一次电流整定值为75A,1.5秒跳母联开关,1.8秒闭锁自投,2秒跳变低开关,2.5~3秒起动远方跳闸或跳主变各侧开关;带开关的接地变压器设两段式相间电流保护即速断和定时过流保护,一次电流整定为260A和40A,动作时间分别为为0秒和2.5秒,动作跳接地变压器开关。无开关的不装相间保护;用户进线开关设一段零序定时过流保护,而不采用反时限零序电流保护,以确保与馈线良好配合,一次电流整定为50A,0.3秒动作用户配电房开关;10kV绝缘监察应装瞬时发信号及经1.5秒延时发信号两套信号装置。
四、10kV小电阻接地系统的运行
正常运行时,10kV线路零序保护必须投入。各母线段全部10kV线路零序保护未投入前,不得投入接地小电阻;不允许两台接地小电阻长期并列运行,10kV母线并列运行时只允许一台接地小电阻运行;必须按要求安装“五防”装置。拉开接地变中性点地刀前,必须先切开接地变高压侧开关;接地变高压侧开关合上时,严禁拉合中性点地刀;在全部小电阻退出运行期间,当10kV母线发出接地信号时,必须人为筛选接地线路;10kV母线转并列运行,当站用变、接地变为独立的两台设备时,直接用接地变高压开关投退接地变小电阻;当站用变、接地变二合为一时,接地小电阻的投退必须注意检查站用交流系统切换正常;接地变预试、定检时,小电阻随之退出运行,预试、定检工作结束后恢复原方式运行。定检工作时需按作业指导书要求退出联跳10母联(分段)开关、变低开关的出口压板以及闭锁母联(分段)备自投压板。
五、10kV小电阻接地设备维护
接地应良好;应无异声、异味;高低压接线接触应良好、无过热;负荷接头温度蜡应齐全;底座、构架应牢固,无倾斜、变位。曲折变每半年配合停电至少清洁检查一次,其项目有:清抹瓷瓶、套管、外壳及接线端子的积尘;测量及各线圈对地绝缘电阻。
六、结语
中性点非直接接地系统发生人身高压触電引起单相接地时,因线路开关不跳闸,使触电者难以自动脱离电源,往往导致死亡。而10kV系统人身触电死亡占绝大多数,如人身高压触电引起单相接地时,继电保护自动迅速切断电源,触电死亡事故将会有所减少。
参考文献
[1]谢先华.10kV配电网施工中电阻接地技术及实施要点分析[J].通讯世界.2017
[2]劳劲兴.10kV小电阻接地系统运行方式分析与探讨[J].科技风.2017
作者简介:
李保华(1968.10.25);性别:男;籍贯:广东三水;民族:汉族;学历:本科;职称:供用电助理工程师;职务:巡检中心值班长;研究方向:分析10kV小电阻接地系统的技术原理及施工验收、运行维护。
关键词:10kV;小电阻接地系统;技术原理;施工验收;运行维护
一、10kV小电阻接地技术的发展及原理
接地变在正常三相平衡负荷情况下,同一铁芯柱的两个绕组电流方向相反,所产生的磁通相互抵销,铁芯柱中的磁通密度极小,绕组呈现极大的阻抗,故空载励磁电流极小,因而它显示出高阻抗作用。当系统发生单相接地时,一相的两个绕组通过零序电流,于是铁芯柱中的磁密度急剧增加导致绕组的电抗大大降低,因三个芯柱上的六个绕组互相间具有磁的联系,所以在单相接地时,接地变的三相电流都会增大。中性点经电阻接地系统其零序电抗与正序电抗的比值一般接近于或等于3,即X0/X1≈3,当系统发生单相接地故障过程中出现的过电压值与系统的正序电抗,零序电抗及零序电阻有关,系统中性点的暂态电压及健全相的暂态电压最大值可按下列公式计算:
中性点的暂态电压最大值:
式中:
健全相的过电压值:(设A相接地)
α—接地系数;U?—相电压
当系统的比值大于3时,健全相的电压趋近于,0<X0/X1<3时,健全相的电压升高很小,也就是说只要零序回路呈现感性,健全相的电压升高就比较小,当X0/X1出现负值时,健全相的过电压就比较高,即零序回路呈现容性时,过电压可能比较高,X0/X1=-2处,零序回路发生谐振。如回路中零序电阻很小,就可能引起高倍数的谐振过电压值。当X0/X1比值为较大的负值时,UB、UC趋近于2倍相电压。当X0/X1=1时,健全相仍保持相电压不会升高。通过以上分析,采用中性点经电阻接地方式,只要适当选择中性点电阻值,系统发生单相接地故障时的过电压就会降低,在考虑中性点经电阻接地系统的绝缘配合时,其内过电压倍数就有可能按3.5倍相电压确定。这样,按IEC标准12kV绝缘水平的进口电气设备就可以在我国的10kV电网中安全运行。
二、10kV小电阻接地装置设备安装、验收
2.1一次设备安装、验收
所有一二次接头必须安装牢固,接触可靠,一次接地线截面不少于50mm2,符合安装规范要求;10kV小电阻接地装置的接地点应确保、可靠与变电站主地网连接;检查10kV小电阻接地变的曲折联结方式;10kV电缆线路安装零序电流互感器时,应注意将电缆护层与电缆支架绝缘,电缆头护层接地线必须由上向下穿过零序电流互感器,在穿过零序电流互感器前不能有碰地;带电部分对地距离按照相关规程规定,连接部分须粘贴温度腊。
2.2二次设备安装、验收
10kV小电阻接地变、电阻柜五防装置检查。检查重点是防止误入带电间隔功能;10kV电缆头的屏蔽接地线所产生的电流严禁反映到该出线的零序CT,接地线必须套热缩绝缘套,接地必须可靠,接地点必须便于巡视检查;10kV馈线的零序CT及10kV电缆头的安装、验收规范要注意10kV电缆头的屏蔽接地线要包热缩套且在零序CT内自上而下一次穿过方可接地;对各有关CT的变比、保护定值、出口压板;零序保护必须用一次加电流方法检验电流定值,零序保护新投入运行或零序电流互感器及其二次回路变动时,为检验电缆外皮与支架绝缘或电缆接地线接地是否良好,必须采用一次加电流方法试验。
三、10kV小电阻接地技术的一、二次设备配置
3.1一次设备选择
接地变压器。接地变压器容量选用420kVA。接地变压器出厂时应做零序阻抗试验。Y0/Y0接线的主变压器要求提供零序保护阻抗值;电阻柜。电阻柜选用热稳定600A,5秒。阻值一般选10Ω;电流互感器。接地变压器相间保护电流互感器选用变比200/5,准确级B级,二级负载2.4Ω;中性点保护用电流互感器应选绕组式,变比150/5,准确级B级,二级负载2.4Ω;馈线零序保护电流互感器选用变比150/5,准确级3级,新站用内径φ100mm,二次负载应为1.2Ω;改造站用内径φ180mm,二次负载1.0Ω。
3.2继电保护配置
10kV馈线、电容器组、站用变设一段零序定时过流保护,一次电流整定值为60A,1秒动作跳馈线开关;10kV接地变压器保护设一段零序过流保护,一次电流整定值为75A,1.5秒跳母联开关,1.8秒闭锁自投,2秒跳变低开关,2.5~3秒起动远方跳闸或跳主变各侧开关;带开关的接地变压器设两段式相间电流保护即速断和定时过流保护,一次电流整定为260A和40A,动作时间分别为为0秒和2.5秒,动作跳接地变压器开关。无开关的不装相间保护;用户进线开关设一段零序定时过流保护,而不采用反时限零序电流保护,以确保与馈线良好配合,一次电流整定为50A,0.3秒动作用户配电房开关;10kV绝缘监察应装瞬时发信号及经1.5秒延时发信号两套信号装置。
四、10kV小电阻接地系统的运行
正常运行时,10kV线路零序保护必须投入。各母线段全部10kV线路零序保护未投入前,不得投入接地小电阻;不允许两台接地小电阻长期并列运行,10kV母线并列运行时只允许一台接地小电阻运行;必须按要求安装“五防”装置。拉开接地变中性点地刀前,必须先切开接地变高压侧开关;接地变高压侧开关合上时,严禁拉合中性点地刀;在全部小电阻退出运行期间,当10kV母线发出接地信号时,必须人为筛选接地线路;10kV母线转并列运行,当站用变、接地变为独立的两台设备时,直接用接地变高压开关投退接地变小电阻;当站用变、接地变二合为一时,接地小电阻的投退必须注意检查站用交流系统切换正常;接地变预试、定检时,小电阻随之退出运行,预试、定检工作结束后恢复原方式运行。定检工作时需按作业指导书要求退出联跳10母联(分段)开关、变低开关的出口压板以及闭锁母联(分段)备自投压板。
五、10kV小电阻接地设备维护
接地应良好;应无异声、异味;高低压接线接触应良好、无过热;负荷接头温度蜡应齐全;底座、构架应牢固,无倾斜、变位。曲折变每半年配合停电至少清洁检查一次,其项目有:清抹瓷瓶、套管、外壳及接线端子的积尘;测量及各线圈对地绝缘电阻。
六、结语
中性点非直接接地系统发生人身高压触電引起单相接地时,因线路开关不跳闸,使触电者难以自动脱离电源,往往导致死亡。而10kV系统人身触电死亡占绝大多数,如人身高压触电引起单相接地时,继电保护自动迅速切断电源,触电死亡事故将会有所减少。
参考文献
[1]谢先华.10kV配电网施工中电阻接地技术及实施要点分析[J].通讯世界.2017
[2]劳劲兴.10kV小电阻接地系统运行方式分析与探讨[J].科技风.2017
作者简介:
李保华(1968.10.25);性别:男;籍贯:广东三水;民族:汉族;学历:本科;职称:供用电助理工程师;职务:巡检中心值班长;研究方向:分析10kV小电阻接地系统的技术原理及施工验收、运行维护。