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10kV小电阻接地系统配电网的接地故障分析摘要：以电缆为主体的10kV城市电网，由于电缆线路的对地电容较大，随着线路长度的增加，单相接地电容电流也会增大。
现行经消弧线圈接地的配电网中，为补偿越来越大的接地电容电流，消弧线圈增容改造成本逐渐增大，加上消弧线圈小电流选线困难、过电压水平高等缺点，为保障人身和设备安全，供电局城市配电网开始逐步推广使用小电阻接地系统，其相比于消弧线圈接地系统更加适用。
关键词：小电阻；接地系统；运行方式1中性点接地方式对比分析1.1经消弧线圈接地变电站主变压器10kV侧多为三角形接线方式，当10kV配电网发生单相接地故障时，由于不构成回路，流过故障点的是线路对地电容形成的容性电流，每相对中性点电压及相间的线电压保持不变，整个系统带故障维持运行2h。
系统中性点消弧线圈通过产生电感电流补偿对地的电容电流的方式，使流经故障点的电流保持在10A以下，起到消除接地点电弧的作用，有效提高瞬时接地故障时的供电可靠性。
1.2经小电阻接地系统中性点经小电阻接地，发生单相接地故障时，中性点接地电阻与对地电容会构成并联回路，流经故障线路零序电流很大，通过线路自身零序保护就能快速动作切除故障，不存在选线问题。
由于能快速隔离故障，故障线路相电压升高的时间很短，减少了人身触电风险，绝缘要求也有所下降。
小电阻接地方式中，10kV出线的零序电流互感器只需接入自身线路保护，依靠线路保护自身配置的零序过流或限时速断保护就对线路接地故障有较好的灵敏度，不用配置额外的选线控制器及连接回路。
同时电阻为耗能元件，也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件，可有效消除由于各种原因引起的谐振过电压和间歇性接地电弧过电压。
但需要注意的是，中性点采用小电阻接地方式时，故障点的接地电流十分大，故障点附近的跨步电压高达几千伏，如果保护装置没有快速切除故障，容易击穿接地点附近设备的绝缘，引起相间故障或人身事故。
同时，对于瞬时性或永久性的单相接地故障，线路保护均会动作跳闸，跳闸次数会增多，从而影响用户的正常供电。
电力系统接线方式电力系统中性点是指星形连接的变压器或发电机的中性点。
电力系统的中性点接地方式是一个综合性的技术问题，它与系统的供电可靠性、人身安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰（电磁环境）及接地装置等问题有密切的关系。
电力系统中性点接地方式是人们防止系统事故的一项重要应用技术，具有理论研究与实践经验密切结合的特点，因而是电力系统实现安全与经济运行的技术基础。
电力系统中性点接地方式主要是技术问题，但也是经济问题。
在选定方案的决策过程中，应结合系统的现状与发展规划进行技术经济比较，全面考虑，使系统具有更优的技术经济指标，避免因决策失误而造成不良后果。
简言之，电力系统的中性点接地方式是一个系统工程问题。
接地，出于不同的目的，将电气装置中某一部位经接地线和接地体与人地作良好的电气连接称为接地。
根据接地的目的不同，分为工作接地和保护接地。
工作接地是指为运行需要而将电力系统或设备的某一点接地。
如变压器中性点直接接地或经消弧线圈接地、避雷器接地等都属于工作接地。
保护接地是指为防止人身触电事故而将电气设备的某一点接地。
如将电气设备的金属外壳接地、互感器二次线圈接地等。
接地方式主要有2种，即直接接地系统和不接地系统。
1.中性点直接接地系统中性点直接接地系统一一又称人电流系统；适于UOkV以上的供电系统，380V以卞低压系统。
直接接地系统发生单相接地是会使保护马上动作切除电源与故障点。
随着电力系统电压等级的增高和系统容量增人，设备绝缘费用所占比重也越来越人。
中性点不接地方式的优点已居于次要地位，主要考虑降低绝缘投资。
所以，UOkV及以上系统均采用中性点直接接地方式。
对于380V以下的低压系统，由于中性点接地可使相电压固定不变，并可方便地获得相电压供单相设备用电，所以除了特定的场合以外（如矿井），亦多采用中性点接地方式。
对于高压系统，如UOkV以上的供电系统，电压高，设备绝缘会高，如果中性点不接地，当单相接地时，未接地的二相就要能够承受J 3倍的过电压，瓷绝缘子体积就要增大近一倍，原来1米长的绝缘子就要增加到1.732米以上，不但制造起来不容易，安装也是问题，会使设备投资人人增加；另外11ORV以上系统由于电压高，杆塔的高度也高，不容易出现单相接地的情况，因而就是出现了接地就跳闸也不会影响多少供电可靠性，因而从投资的经济性考虑，在llOkV以上供电系统，多采用中性点直接接地系统。
１０ｋＶ配网小电阻接地系统运行方式分析蒋彦君 毛 源 林 柏 陈星余（广西电网有限责任公司防城港供电局）摘 要：随着现代社会的持续发展，对电力的要求也变得越来越高，在人们的生产和生活中，电力已经占有了一个不可撼动的地位，电力系统的稳定运行在整个经济的运行中更是具有无可取代的重要意义。
所以，电力系统必须要与我国经济的发展速度相匹配，才能保证我国经济的高速发展。
１０ｋＶ配电网络在我国配电网络中占有很大比重，在１０ｋＶ配电网络中，小电阻接地系统是最重要的一种结构形式，因而本文对１０ｋＶ配电网络中的小电阻接地系统作了简单的研究。
关键词：１０ｋＶ配网；小电阻；接地系统０ 引言当前，随着我国各大城镇的快速发展，对用电的要求也在不断提高，导致了电网的超负荷运行。
１０ｋＶ配网是我国目前最重要的电力系统之一，在我国的电力系统中占有重要地位。
随着对电能的需求量越来越大，配网中的电流也越来越大，常规的接地方式已不能适应配网的需要，许多供电公司都在对１０ｋＶ配网进行改进，以确保１０ｋＶ配网的安全性和稳定性［１］。
常规的消弧线圈接地方式存在着工作过程繁琐、对绝缘性能要求高、易产生过压等问题，给配电网的安全稳定带来了很大的威胁。
采用小电阻接地方式可以较好地解决上述问题，从而保证配电网的安全稳定。
１ 消弧线圈接地的缺点在使用消弧线圈接地的时候，各接头的标准电流与系统实际的补偿电流之间存在着一定的偏差，如果这个偏差过大，就会造成系统出现谐振的问题。
在真实的配电网中，由于真实的电容电流与理论的电容电流之间存在很大的差异，使得对消弧线圈的补偿无法达到很高的精度［２］。
在中性点，采用消弧线圈虽然可以有效地减少过电压，但仍无法有效地抑制过电压，对配网系统的绝缘性能提出了更高的要求。
当配电网络发生单相接地时，对其在人群稠密区域内的测距将产生很大的困难。
２ 分析接地方式优缺点２ １ 消弧线圈接地方式消弧线圈的真实补偿电流与其各个分支的额定电流相差很大，在工作过程中会出现并联共振，有的情况下可达１５％。
10 kV线路接地零序保护不动作原因分析摘要:随着我国电网的快速发展,在目前的广东城市配电网中主要是以电缆和架空线同时存在的混合型网络的10 kV电网。
接地故障主要存在于中性点接地的电网中,本文以某变电站10 kV小电阻接地系统为背景,针对出现的10 kV小电阻接地系统中,10 kV线路接地零序保护不动作的现象进行分析关键词:10 kV线路接地零序保护不动作分析随着电力负荷的不断增长,城市电网的建设要不断扩大电网规模,架空线路及电缆总长度不断增加,导致10 kV系统的输电线路对地电容电流不断增加,系统越来越复杂。
以惠州电网中110 kV沙田站为例,在不影响线路运行的情况下,用详细的综合的排除法,分析了10 kV线路接地零序保护不动作现象的原因。
1 事件概况在2012年的7月24日,由于受到台风暴雨的影响,供电所巡线工作人员发现正在运行的沙田站10kV田头线F10、花塘线F6在不同时段分别发生了树木直接折压在10 kV输电导线上的故障,田头线F10、花塘线F6在带电运行状态,均为单相接地,树枝及线路未发现放电痕迹,保护均未跳闸的异常现象。
基本情况:沙田站10 kV系统中性点采用了小电阻经曲折接地变中性点接地,其阻值为16Ω,F6挂在I母,F10上挂在II母,折枝压在导线上的位置与变电站出线柜相隔约为2公里。
2 对10 kV线路接地零序保护不动作的原因分析根据零序保护动作的条件,当线路发生接地时,可能造成10 kV馈线保护装置零序保护没有动作的原因如下。
2.1 保护装置整定或其二次回路故障(1)馈线保护装置零序保护回路接线错误。
(2)馈线保护装置故障、定值整定错误、压板投退错误。
2.2 零序电流值达不到i0>I0zd,t>T0整定的动作条件,即i0<I0zd,t<T0根据10 kV线路零序保护动作的充分必要条件(i0>I0zd,t>T0),由于树枝长期压在线路上,接地时间t远远大于整定值T0(T=0.8 m),t满足>T0的条件;而I0=U0/Z0≈U/Z0,U为系统电压,基本不变,影响I0的就基本只有线路接地的综合零序阻抗Z0了,而Z0由接地变中性点电阻Z0r+线路阻抗Z0l+线路接地过渡阻抗(包括地网阻抗)Z0j,即Z0=Z0r+Z0l+Z0j>Z0zd针对以上原因,继保专业人员对站内各站相关设备进行检查、试验。
10kv 配电系统中性点经小电阻接地方式初探摘要: 10kv 配电网中性点通常可分为不接地系统、经电阻接地系统和经消弧线圈接地系统。
本文主要介绍10kv 配电系统中性点经小电阻接地方式的构成、保护方式和计量方式。
关键词: 10kv 配电网中性点接地方式小电阻接地1引言10kv 配电网中性点通常可分为不接地系统、经电阻接地系统和经消弧线圈接地系统。
由于选择接地方式是一个涉及线路和设备的绝缘水平、通讯干扰、继电保护和供电网络安全可靠等因素的综合性问题, 所以我国配电网和大型工矿企业的供电系统做法各异。
以前, 10kv 架空电力线路大都采用中性点不接地和经消弧线圈接地的运行方式。
近年来随着10kv 系统规模的扩大和电缆应用的普及, 一些城市电网大力推广电阻接地的运行方式, 使得10kv 系统的中性点接地方式、中性点选择、计量方式、继电保护配置与10kv绝缘系统有了很大区别。
2配电网中性点接地方式运用现状一般架空线路的小电网, 网络电容电流小, 可选用中性点不接地系统。
架空线路的大电网, 网络电容电流较大, 可选用中性点经消弧线圈接地系统。
城市电缆配电网, 网络结构较好, 可选用中性点经中值或低值电阻器接地系统。
若要求补偿网络电容电流限制接地故障入地电流, 还可选用中性点经中值电阻器与消弧线圈并联的接地方式。
3中性点经电阻接地方式定义及阻值选择( 1) 定义: 电力系统中性点通过一电阻接地, 其单相接地时的电阻电流被限制到等于或略大于系统总电容充电电流值。
此种接线方式属于中性点有效接地系统,即大电流接地系统。
和消弧线圈接地方式相比, 改变了接地电流相位, 加速泄放回路中的残余负荷, 促使接地电弧自熄, 降低弧光过电压, 同时提供足够的零序电流和零序电压, 加速切除故障线路。
( 2) 中性点电阻值的选择根据有关文献资料, 从降低内部过电压考虑, 根据计算机模拟计算, 选择原则为rn ≦1/ ( 3c) 。
10kV配网小电阻接地运行研究随着经济建设和国家电网建设的快速发展，中、大型城市配电网主要以电缆网为主，在运行过程中，各回路的电容电流较大，约在100～1000A之间，现状变电站中性点采用不接地或经消弧线圈接地等方式已满足不了供电可靠性的要求。
10kV配电线路在我国配电系统中使用范围相当广泛，其在生产、生活中发挥的作用也举足轻重，但是目前我国多数的10kV配电线路还存在着许多的问题。
所以对10kV配网小电阻接地运行的研究就显得很重要。
标签：10kv配电；接地运行；措施配电系统是把最合适的电压按照用户需要的等级输送到用户端，因此配电系统是国家电力系统的重要组成部分。
对于我国主要城市中使用的10kV配电网必须满足用户的需求，并同时满足电网规划的合理性和经济性。
但是现如今配电系统普遍存在的问题是设备不够先进，配电网架构不太合理的问题，这必定对10kV 配电网的稳定性造成了影响，这也是我们对其稳定性分析的必要性。
关键在于正确找出10kV配电网存在的问题并采用合适的方法进行解决，才能实现其供电的可靠性。
本文将对10kV配网小电阻接地运行问题进行分析探讨。
1、概述1.1、小电阻接地系统的构成小电阻接地系统主要由接地变和小电阻组成。
其接线原理是通过接地变为主变10kV接线提供系统中性点。
对于接地变压器容量的选择，要求其与系统中性点电阻的选择相配套。
接地变常采用Z型接法，即将三相铁芯各个芯柱上的绕组分为长度相等、极性相反的两段，三相绕组则采用Z型接法构成星型接线。
其特点表现为：对正、负序电流呈现高阻抗，在绕组中流过的激磁电流很小；对零序电流呈现低阻抗，在绕组上只有很小的压降。
1.2、10kV配电网的典型接线模式1.2.1、单回路放射式接线模式主要是进行串联，这种接线模式是最基本也是最常见的接线模式，但是这种模式在现今社会有着很打的弊端，首先随着时代的进步串联的电气元件数量不断增多，而且功率也不断增加图。
随着这种情况的发生，供电线路失效的可能性会越来越人，因此，使用单回路放射式接线模式的供电可靠性会显著降低。
10kV小电阻接地系统接地变压器零序电流保护误动分析袁 勇,李 凌(三峡大学电气工程学院,湖北 宜昌 443002)摘 要:介绍了小电阻接地系统的原理和运行方式,并就某变电所接地变压器零序电流保护误动的原因进行了深入的分析。
指出两条馈线同一相先后发生高阻接地时,电流的叠加会造成接地变压器零序电流保护误动;两条馈线相继发生单相接地时,电流、时间的叠加也会造成接地变压器零序电流保护误动;馈线、接地变压器的零序电流互感器分别产生正负误差,同样会造成接地变压器零序电流保护误动。
通过修改保护的定值,改善了接地变压器与馈线零序过电流保护的配合,解决了由上述原因造成的误动。
关键词:小电阻接地系统;零序电流保护;误动;相继故障中图分类号:TM588 文献标识码:B 文章编号:100129529(2003)0620031203Ana lysis of ma lfunction of ground i ng tran sfor m er’s zero-sequencecurren t protection i n10kV low resistance ground i ng syste mYUA N Y ong,L I L ing(E lectrical Engineering In stitu te of Sanx ia U n iv.,Y ichang443002,Ch ina)Abstract:T he p rinci p le and operati on pattern of low resistance grounding system w ere in troduced.T he rea2 son s of grounding tran sfo rm er’s zero2sequence p ro tecti on m alfuncti on in a sub stati on w ere p rofoundly ana2 lyzed.T he m alfuncti on is cau sed by superpo sed fau lt cu rren ts w hen tw o feeders are grounded successively at the sam e phase th rough h igh resistance w h ile the p ro tecti on of the first one is failed to act,o r cau sed by su2 perpo sed cu rren ts and ti m e w hen tw o feeders are grounded successively.W hen the zero sequence CT of grounding tran sfo rm er has negative erro r and that of feeder has a po sitive one and tw o cu rren ts m ay be al2 mo st equal.T h rough modifying the p ro tecti on setting values the m atch ing betw een p ro tecti on of grounding tran sfo rm er and that of feeder is i m p roved and finally the above p rob lem s are so lved.Key words:low resistance grounding system;zero2sequence cu rren t p ro tecti on;m alfuncti on;successive fau lt 近年来,城市10kV配电网大量采用地下电缆,使系统电容电流大大增加,为此,小电阻接地系统的应用得以发展。
10kV配电网小电阻接地系统运行方式探讨摘要：目前，在10 kV配电系统中，电缆线所占比例很高，而城市中的架空线又存在着很大的容量和容量问题。
10 kV配电网的小阻抗接地体系更适用于城市10 kV配电网，与以往采用的中性点经消弧线圈接地、中性点绝缘接地等方法相比，该体系可以有效地改善系统的稳定性、安全性，为人民群众提供一个安全可靠的用电环境。
关键词：10kV配电网；小电阻接地；系统运行1.110kV配电网小电阻接地系统概述在城市供电系统中，110（35）kV变电站的主变二次侧10kV绕组通常为三角形联结结构，没有中心点，为实现接地需在主变二次侧安装一个Z型接地变压器引出中性点。
10kV配电网小电阻接地系统通常由接地变和小电阻两部分组成，通过接地变为主变10kV接线提供系统中性点，接地变压器容量要和系统中性点电阻相匹配。
接地变广泛采用Z型接法，即把三相铁芯各个芯柱上的绕组划分成长度基本相同、极性不同的两段，使三相绕组通过Z型接法形成星形接线。
小电阻接地系统对正、负序电流展现出高阻抗，在绕组中流过的激磁电流较小；小电阻接地系统对零序电流展现出低阻抗，绕组中的电压比较小。
2.10kV配电网小电阻接地系统的优势2.1.降低过电压电阻既是耗能元件，又是阻尼元件，可以对谐振过电压、间歇性电弧过电压产生一定影响。
应用小电阻接地系统，使中性点和线路形成回路，可以更好地释放电容电荷。
在线路单相接地故障中，中性点经过小电阻接地，中性点电位小于相电压，可以抑制非故障部分的工频电压升高。
在接地电弧熄弧后，经过中性点电阻通路，零序残荷能够及时释放，在下一次燃弧过程中，过电压赋值和日常单相接地电压相同，不会发生中性点不接地的状况，过电压幅值能够得到有效控制。
2.2.快速切除故障在系统单相接地后，接地点和曲折变中性点会产生电流通路，继电保护装置会根据零序电流精准判断和及时处理故障问题，单相故障发生概率比较小，能够减少拉路查找中由于操作不规范而造成的过电压问题。
接地变压器最全讲解!从分类到接线方式,值得收藏!导读接地变压器简称接地变，根据填充介质，接地变可分为油式和干式；根据相数，接地变可分为三相接地变和单相接地变。
接地变压器的作用是为中性点不接地的系统提供一个人为的中性点，便于采用消弧线圈或小电阻的接地方式，以减小配电网发生接地短路故障时的对地电容电流大小，提高配电系统的供电可靠性。
电力系统中的6kV、10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式。
电网中主变压器低压侧一般为三角形接法，没有可以接地的中性点。
当中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压三角形仍然保持对称，电力系统可以持续对用户供电1到2小时，并且电容电流比较小（小于10A），不会引起间歇性电弧，一些瞬时性接地故障能够自行消失，这对提高供电可靠性，减少停电事故是非常有效的。
但随着城市电网的不断扩大及电缆出线的不断增多，系统对地电容电流急剧增加，单相接地后流经故障点的电容电流较大（超过10A）。
电弧不易熄灭、容易激发铁磁谐振过电压及产生间隙性弧光接地过电压，可能导致绝缘损坏，使线路跳闸，事故扩大，具体为：1.单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃，会产生弧光接地过电压，其幅值可达4U（U为正常相电压峰值）或者更高，持续时间长，会对电气设备的绝缘造成极大的危害，在绝缘薄弱处形成击穿；造成重大损失。
2.由于持续电弧造成空气的离解，破坏了周围空气的绝缘，容易发生相间短路。
3.产生铁磁谐振过电压，容易烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏甚至可能使避雷器爆炸。
这些后果将严重威胁电网设备的绝缘，危及电网的安全运行。
为了减小单相接地故障时的对地电容电流，需要在变压器中性点装设消弧线圈等补偿装置，因此需人为建立一个中性点，以便在中性点接入消弧线圈，减小接地短路断路电流，提高系统供电可靠性。
■国内外使用现状我国的接地变压器通常采用Z型接线（或称曲折型接线），为节省投资和变电所空间，通常在接地变压器上增加第三绕组，替代所用变压器，为变电所所用设备供电。
城市电网10kV 低阻接地系统中接地变压器零序保护接线方案徐绍麟(中南电力设计院,湖北武汉 430071)摘要:为了抑制单相接地时产生的过电压幅值,某些大城市的10kV 电网开始采用低阻接地的接线方式。
分析了经接地变压器低阻接地方式的城市变电所中,其10kV 母线不同位置接地时的零序电流流向以及接地变压器的零序保护逻辑方案,提出采用零序电流方向保护作为主变压器低压侧双分支接线方式的接地变压器零序保护,使保护具有选择性,从而提高了对用户供电的可靠性。
关键词:低阻接地; 接地变压器; 零序电流方向; 保护逻辑中图分类号:T M 773 文献标识码:A 文章编号:1003 4897(2003)09 0035 051 引言随着电力负荷的迅速增长,城市电网建设正如日中天。
由于城市电网规模不断地扩建和延伸,受城区规划、环保和场地等条件制约,市区变电所越来越多地采用电缆馈线,以致10kV 系统单相对地电容电流大幅度增加。
为抑制单相接地时产生的过电压幅值,一些大城市的10kV 电网开始采用低阻接地(接地故障电流约为400~600A)接线方式,以便当10kV 系统发生接地时,根据接地点所在位置,由相应零序保护有选择性动作将接地故障隔离,以防电弧重燃引发过电压,保证电网中健全设备安全供电。
通常城市变电所主变压器(以下简称 主变 )10kV 侧为三角形接线,无中性点引出,为能形成人为中性点经小电阻接地,需配置Z N 型接线的接地变压器(以下简称 曲折变 )。
本文就城市电网10kV 低阻接地系统中曲折变零序保护接线方案作些探讨。
讨论所依据的主接线图中曲折变和所用变压器分别设置,以减少曲折变的停电几率,保证10kV 接地系统稳定运行;并假定系统发生金属性直接接地,各相参数对称;同时忽略电缆馈线的电阻和绝缘泄漏电阻,接地故障时仅计及各段10kV 系统单相等效电容对接地电流的影响。
2 110kV 变电所中的曲折变零序保护2.1 110kV 变电所的10kV 电气主接线110kV 变电所的10kV 电气主接线通常采用图1单母线四分段接线,#1、#3主变低压侧不带分支直接接于10kV 母线,#2主变低压侧带双分支各接一段10kV 母线。
每台主变10kV 引线上各设置1台曲折变用于引接接地电阻。
2.2曲折变零序保护方案图1 110kV 变电所10kV 接线示意图Fig.1 10kV connection scheme of 110kV substation35第31卷 第9期2003年9月15日继电器RELAYVol.31 No.9Sep.15,2003曲折变的零序保护用于10kV 系统单相接地保护,按图1中主变10kV 侧接线方式,可分为单分支进线的曲折变零序保护和双分支进线的曲折变零序保护两种方案。
2.2.1 单分支进线的曲折变零序保护方案单分支进线的曲折变只需装设零序过电流保护,保护由接于曲折变中性线电流互感器的过流继电器构成,其动作时限应考虑与10kV 馈线的零序过流保护相配合,保护动作后以较短时限跳开10kV 分段断路器,并闭锁备用电源自动投入装置;第二时限跳开主变低压侧断路器(根据实际情况也可以不设这段时限);第三时限跳开主变高、低压侧全部断路器。
此保护接线简单,动作可靠,能有效隔离故障。
当然如单相接地故障发生于图1中主变低压侧及其引线k 1处,按理此时不必动作10kV 分段断路器及闭锁备用电源自动投入装置,只要跳开主变高、低压侧断路器已可将故障隔离,但为了简化保护,允许此处发生接地故障时按母线接地等同处理。
2.2.2 双分支进线的曲折变零序保护方案对采用双分支进线的#2主变,其曲折变零序保护接线方案讨论如下:(1)曲折变中性线零序过电流保护方案此方案沿袭当前普遍通行的设计,保护接于曲折变中性线电流互感器,它与单分支进线的曲折变零序保护方案相同,当10kV 系统发生接地故障,保护以较短时限同时动作于A 、B 段分段断路器跳闸,并闭锁各段备用电源自动投入装置;第二时限同时跳开主变低压侧的A 、B 分支断路器;第三时限跳开主变高、低压侧全部断路器。
众所周知,#2主变10kV 侧之所以分成A 、B 两个分支是为了提高对用户供电的可靠性,即当A 段母线k 2处发生接地故障或该段馈出线接地且其保护或断路器拒动,只要求跳开A 段分段断路器和分支断路器并闭锁该段备用电源自动投入装置就可将故障隔离,勿需牵及B 段设备同时跳闸,#2主变可继续保证对B 段用户供电。
无疑作为双分支进线的曲折变零序保护,本方案保护动作方式不尽人意,没有积极体现电气主接线设计意图,降低了对用户供电的可靠性。
(2)主变低压侧分支零序过电流保护方案此方案需在每一分支上装设零序过电流保护,接线也较简单,每段进线的零序过流继电器分别接入主变低压侧各分支电流互感器零序电流接线。
图2画出了110kV 变电所中10kV 母线各处短路时的零序等值电路。
图中TA A 、TA B 分别表示由A 、B 分支电流互感器零序电流接线,R N 为曲折变中性点接地电阻,C A 、C B 分别为10kV 各段馈电系统单相等效电容,U 0为接地点的零序电压,I RN 为流经曲折变的接地电流,I CA 、I CB 分别为A 、B 各段馈电系统等效电容提供的接地电流。
图2 110kV 变电站10kV 母线系统短路零序等值电路F ig.2 Zero sequence equivalent circuit at 10kV busbarshort circuit of 110kV substation如图2(a)所示,当A(或B)段k 2处发生接地故障时,各分支TA 中都有接地故障电流通过,但电流数值大小不同。
与接地故障段直接相连的A(或B)分支TA A (或TA B )中流过的电流为流经曲折变的接地故障电流I RN 加上另一段馈电系统的电容电流I CB (或I CA ),与接地故障段不直接相连的B(或A)分支TA B (或TA A )中流过的电流仅为本段馈电系统的电容电流I CB (或I CA ),为使保护动作具有选择性,显然各分支零序过流保护整定电流应大于本段馈电系统等效电容提供的接地电流。
然而当图2(b)中所示k 3处发生接地故障,曲折变中通过的接地故障电流已不流经任何分支电流互感器,各分支TA 中流过的电流仅为本段馈电系统的电容电流,根据以上整定原则,各分支的零序过电流保护不会启动。
可知此保护接线原理存在缺陷,根本无法清除k 3处的接地故障电流,事实上不能采用。
(3)零序电流方向保护方案进一步分析图2中的零序电流流向,可以看出流经各分支的零序电流方向将随接地点的不同而改变。
即当k 2处接地时,与接地故障处直接相连分支零序电流方向指向10kV 母线,非直接相连分支的零序电流方向背离10kV 母线;而当k 3处接地时,各分支的零序电流方向均背离10kV 母线。
但无论何处接地,曲折变中性线上总有接地电流通过且方向不会改变。
因此可采用图3所示逻辑构成零序电流方向保护,其中零序电流I 0采自曲折变中性线电流互感器,零序方向P 0A (或P 0B )由各分支电流互感器零序电流接线的I 0A (或I 0B )和相应母线段的U 0A (或U 0B )产生,正方向指向各自10kV 母线。
当k 2处发生接地,与接地故障段直接相连分支的零序36继电器图3 零序方向闭锁的接地保护逻辑F ig.3 Earthing protect ion log ic blocked bythe zero sequence direction方向P 0A 以及曲折变中性线的零序电流会同时动作,经 与 门启动相关保护出口,动作方式与单分支接线的曲折变零序保护相同,但其动作对象仅与故障段设备有关,不会扩大故障停电范围,主变仍能继续对非故障段用户供电。
当k 3处发生接地时,因为各段馈电系统的电容电流均由10kV 母线流向k 3处,即A(或B)分支中零序电流方向都反向,各段 与 门均被闭锁,但由于曲折变中性线零序过电流启动,经t 4延时后即可全跳变压器高、低压各侧断路器将故障隔离,随后各段母线备用电源自投装置相继动作,由相应主变恢复对10kV 负荷供电,从而提高了对用户供电的可靠性。
经对以上各方案讨论可知,为满足继电保护选择性和可靠性要求,有效隔离接地故障,当主变低压侧为双分支进线时,推荐采用零序电流方向保护作为曲折变的零序保护。
3 220kV 变电所的曲折变零序保护3.1 220kV 变电所的10kV 电气主接线220kV 变电所的10kV 电气主接线见图4。
考虑到不致因曲折变故障而影响220kV 和110kV 系统运行,220kV 变电所中曲折变接于10kV 母线段而不从主变低压侧出线处引接。
同时由于220kV 变电所每台主变的10kV 母线均分成A 、B 两个半段,为保证任何工况下每台主变只接一台曲折变,即只允许一个人为接地点运行,曲折变按奇偶原则分别接于各自主变相对应的10kV母线段上。
图4 220kV 变电所10kV 接线示意图Fig.4 10kV single line scheme of 220kV substation3.2 曲折变零序保护方案图4中220kV 变电所各主变接线方式类同,各曲折变的零序保护方案基本一致,故仍以#2主变为例。
与前面讨论过的110kV 主变低压侧为双分支进线的曲折变零序保护一样,若仅在曲折变中性线上装设简单的零序过电流保护,某些情况下当系统发生单相接地时会扩大故障停电范围,以致分段断路器及相应的备用电源自动投入装置不能很好地发挥作用,从而降低了对用户供电的可靠性,因此原则上220kV 变电所的曲折变也需装设零序电流方向保护。
但因220kV 变电所和110kV 变电所的曲折变接线形式有所不同,对此还需作些讨论。
图5画出了220kV 变电所10kV 侧不同地点单相接地时的等值电路图,其中图5(a)为未接曲折变的母线段单相接地等值电路,图5(b)则是接有曲折变的母线段单相接地等值电路,图5(c)表示主变低压侧至分支电流互感器引线间单相接地等值电路。
图中除TA 0表示曲折变中性线上电流互感器外,其他文字37徐绍麟 城市电网10kV 低阻接地系统中接地变压器零序保护接线方案标注与图2相同。
图5 220kV 变电站10kV 母线系统短路零序等值电路Fig.5 Zero sequence equivalent circuit at 10kV busbarshor t cir cuit of 220kV substation依据图5,可将不同地点接地时流经各电流互感器一次侧的电流方向列表如表1。
表1 各电流互感器一次侧接地电流方向T ab.1 Earthing current direction in pr imar y winding of CT s短路点T A A 中电流TA B 中电流TA 0中电流方向k 1(A 母线)自母线端流出从母线端流入由中性端流向接地处k 2(B 母线)从母线端流入自母线端流出由中性端流向接地处k 3(引线)从母线端流入从母线端流入由中性端流向接地处由表1所示电流不难看出,只有10kV 母线发生接地且与接地段直接相连的分支其零序电流才自母线端流出,其他情况分支的零序电流均从母线端流入。
