普速铁路10kV贯通线路中性点接地方式的选择
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10kV线路接地的选线方法探究摘要我国现有的10kV线路中性点大多数采用不接地的运行方式,在这种情况下,当10 kV配电网系统出现线路接地的情况时,配电系统设备和人的生命安全就会受到威胁。
为了增强配电系统的安全可靠程度,我们就10kV线路接地选线原理、接地选线的实现方法展开分析,从而更好的完善配电网系统。
本文就针对10kV线路接地选线原理、两种接地选线的实现方法进行了探究。
关键词10kV;线路接地;原理;选线方法在我国,10kV线路中性点主要采用不接地的运行方式,这种方式存在一定的弊端,在某些情况下,可能会导致配电系统设备受到毁坏,甚至危及人身安全。
在接地选线问题上,准确和实用尤其重要。
10kV配电网络系统主要是由变电站、10kV配电网和用户在内的运行、监控、维修、用户管理构成的,随着社会的发展,出于对供电的安全性和可靠性的考虑,我们对10kV配电网系统的要求也越来越高。
目前,选线设备准确率低、接地保护方式传统落后等因素已经严重影响了供电系统的安全、可靠性及实用性。
就10kV线路接地选线原理、两种接地选线的实现方法等进行分析,可以从根本上建立健全配电网络系统。
1接地选线原理结合接地故障线路的特点,分析接地选线设计的常见原理。
1.1接地故障线路的特点分析1)所有非故障线路零序电流大小的和即为故障线路零序电流大小;2)由线路指向母线的方向是故障线路零序功率的方向,而非故障线路零序功率方向则恰恰相反,它是由母线指向线路;3)故障线路的网络结构独特,其零序阻抗网络与非故障线路产生了变化;4)故障线路的零序电流幅值相对较大,并且其零序电流滞后零序电压90?。
1.2接地选线设计的常见原理接地选线设计通常遵循几个原理:第一种原理是“信号注入法”,也就是根据故障线路所特有的阻抗网络,在所有的线路上均注入与工频和谐波的频率不同的高频信号,然后通过对其衰减特性的分析,进行对比选线;第二种原理则为“谐波电流方向原理”,电网中不仅有基波成分的存在,同时还存在一系列谐波成分,因此可以将5次或7次谐波电流加以有效的利用,根据其大小或方向,通过对比选线,构成选择性接地保护;第三种为比幅比相原理,它是将故障线路和非故障线路之间的相位关系和电流幅值分别作出对比,从而找到故障线路。
10kV配电网中性点的接地方式本文简要评价了10kV配电网中性点的接地方式,提出中性点经小电阻接地方式,应用于现代化城市和经济发达地区是必要的、可行的和有益的。
中性点接地是一个涉及电力系统各个方面的综合性问题,它对电力系统的设计与运行有着重大的影响,确定电网的中性点接地方式,必须考虑:①供电安全可靠性和连续性;②配电网和线路结构;③过电压保护和绝缘配合;④继电保护构成和跳闸方式;⑤设备安全和人身保安;⑥对通信和电子设备的电磁干扰;⑦对电力系统稳定影响等诸多因素。
我国35kV以下电压等级目前采用的中性点接地方式有:中性点不接地、经消弧线圈接地及经由谐振,(二)利用(1)(2)(3)在补偿度偏差较大时可能产生倍数很高的弧光接地过电压。
(4)脱谐度需要严格地控制,频繁地调节。
脱谐度过小时,会使系统中性点电位偏移过大,脱谐度过大又不能抑制系统过电压水平,当电网运行方式改变时,其控制操作麻烦,需要很熟练运行维护技术。
(5)补偿容易受到限制,当电网发展快,系统对地电容超过消弧线圈容量时必须更换消弧线圈。
(6)对于单相接地电容电流很大的系统,消弧线圈的容量必须很大,不经济。
(7)发生触电事故而引起单相接地时,因电源侧开关不跳闸,使伤亡事故进一步扩大。
(8)由于单相接地电流得到补偿而变小,实现继电保护比较困难。
(三)中性点经小电阻接地仅供个人学习参考中性点经电阻接地,就是在中性点接入一小阻值电阻。
该电阻与系统对地电容构成并联回路。
由于电阻是耗能元件,也是电容电荷的释放元件,同时还是系统谐振的阻压元件,所以中性点经电阻接地方式具有以下优点:(1)将弧光接地过电压限制到较低水平。
(2)从根本上抑制系统谐振过电压。
(3)限制系统中性点电位偏移。
(4)可简化继电保护,方便检测接地故障线路,隔离故障点。
(5)有利于降低系统设备的绝缘水平,节省投资,提高经济效益(6)可以在系统中使用无间隙氧化锌避雷器,从而降低雷电过电压幅值,提高系统运行的可靠性和电气设备的运行寿命。
浅析10KV配电系统中性点接地方式的选择和应用【摘要】由于10(6)kV供电系统初期电容电流相对较小,随着电网扩容和电力系统内馈线电缆的大量使用。
原系统中性点直接接地方式已不能满足系统安全运行的要求。
通过对10(6)kV配电网几种接地原理和方法的分析,对昆钢在生产实践中配电网采用中性点经消弧线圈接地方式和经接地电阻方式的选择方法和使用条件进行阐述。
【关键词】过电压保护;接地电阻;消弧线圈0.引言在供电系统发展初期,电力系统的容量较小,由于电力系统设计人员对接地电容电流的一系列危害作用估计不足,同时对电力设备耐受频繁过电流冲击的能力估计过高,中压供配电系统初期电力设备的中性点最初都采用直接接地方式运行。
随着我国国民经济的持续发展,电网规模越来越大,特别是电缆在配电网中大量使用,系统电容电流值已超出直接接地系统的适用范围,接地电弧电流增加并且不容易自行熄灭。
非故障相电压会产生3.5倍以上形成弧光接地过电压,此种过电压持续时间长将会严重影响供电系统的安全。
根据电力行业标准《交流电气装置的过电压和绝缘配合》规定:3~10KV 电缆线路构成的系统,单相接地点接地电流大于30A时中性点应装设消弧线圈。
而装设消弧线圈的主要作用是:(1)补偿电容电流,减少故障点的接地电流值;(2)减缓电弧熄灭时故障点恢复电压的上升速度。
但是实际在工厂中压配电系统设计使用消弧线圈接地方式时也出现了一些问题:(1)由于电网弧光接地的随机性,消弧线圈对电容电流进行有效补偿的响应时间较长、补偿定值难度较大。
(2)企业电网不断扩容,消弧线圈补偿容量不能满足系统的过补偿要求,需要对补偿线圈进行扩容改造,增加了建设投资(3)易产生串联谐振过电压和虚幻接地现象,消弧线圈的设备投资较高,对维护和配电值班人员要求较高。
因此,消弧线圈在厂级配电系统中的设计应用时,应根据配电系统的适用条件选用。
1.消弧线圈接地方式在昆钢供配电系统中的应用根据昆钢在玉钢和红钢及昆钢禄丰土官钛产业工业园区等项目10KV中压供配电电网设计选型时,当地电网公司要求对车间级中压开关站接地方式选型要相关要求:由于地区总降在110KV(220KV)站内已设置接地变压器和消弧消谐柜,各厂级(或车间)中压开关站内可不再设置消弧消谐接地。
10 kV配电网中性点接地方式的选择毛自强【摘要】近年来,社会经济的发展,城市化脚步的加快,人们对电的需求量越来越大,电力事业的发展也非常的迅速,电网建设也在一步步加强。
配电网一般是分高压配电网、中压配电网和低压配电网。
10 kV配电网是属于中压配电网。
10 kV 的配电网在实际的操作运用中是非常的广泛,因为10 kV的配电网在供电的过程中非常的稳定可靠。
10 kV配电网中性点接地方式的选择对供电的正常运行起着非常大的作用。
因此,对10 kV配电网中性点接地方式的选择的研究是非常具有现实意义的。
【期刊名称】《中国设备工程》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】2页(P144-145)【关键词】配电网;中性点;接地方式的选择【作者】毛自强【作者单位】宁夏吴忠市利通区国网吴忠供电公司输配电运检室,宁夏吴忠751100【正文语种】中文【中图分类】TM862电配网中性点接地方式的选择具有一定的划分标准,把握好这个标准对配电网在供电中的稳定可靠具有非常大的作用。
电配网根据需要会分为高压、中压和低压,其中10 kV的电配网属于中压,中压的配电网在运用中供电范围比较广而且用户比较多,对人们生活的影响是非常大的。
人们的生活越来越离不开电的存在了,供电的稳定性是保证配电网能够长久供电的必须前提。
10 kV配电网中性点接地方式的选择受很多因素的限制,例如电气设备、绝缘的水平和继电保护等。
因此,选择好10 kV配电网中性点接地方式是非常重要的。
随着电力发展的不断颈部,供电任务也是非常的重要。
在配电网中性点接地方式的工作中是一个复杂的过程,需要从国家的地域特点,电网结构等方面去考虑,选择合适的接地方式是保证人身安全和减少通信干扰的有效途径。
也可以减少在经济方面的损失。
(1)经济标准。
影响中性点接地方式的重要因素之一是经济因素,电压等级和输变电设备的投入费用是成正比的,电压等级越低,输变电设备的绝缘的投入费用也就越低,反之,则会越高。
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电网中性点接地方式分析与探讨摘要:在电力系统中中性点的接地方式综合性与技术性比较强,其是避免系统发生事故的关键技术,和系统接地装置、供电的可靠性与设备安全息息相关。
本文就中性点的接地方式分类进行分析,探讨10kV电网中性点的接地方式,以期提高电网运行经济性和可靠性。
关键词:10kV电网;中性点;接地方式1.前言在选择中性点的接地方式时,需要充分考虑到电网异常与正常运行的两种情况,保障供电的可靠性。
此外,还要重视故障发生时对供电设备的影响,不断加强继电保护的技术与设计技术,确保10kV电网供电的安全性与及时性。
2.中性点的接地方式分类2.1中性点的不接地方式中性点的不接地电网主要指中性点和大地间没有设置任何连接,但实际的系统中三相电和大地间存在着电容的分布。
通常在电网正常运行的过程中,中性点不会对大地产生电压,一旦产生单相接地的故障,电流与电容就会经过故障点,保证掉闸现象不会发生,还可以保证系统带故障运行两个小时。
中性点不接地方式主要优势就是能够连续供电,存在较低跨步电压与接触电压,在某种程度能减小弱电设备损坏率,可保证设备安全性与可靠性。
2.2中性点通过电阻接地电网中性点通过电阻来接地的方式,主要指中性点与大地间接入值,与标准阻值相符合的电阻。
和中性点通过消弧线圈来接地方式相比,中性点通过电阻进行接地的方式能够成功避开因间歇弧光接地或者是谐振的过电压,而且一旦系统产生单相的接地故障时,相关接地电阻能够产生感应的电流,从而启动零序的电压对系统进行保护,同时将故障线路切断,也就不会产生故障相电压大幅度上升的现象。
如果出现单相接地的故障,不管这种故障是不是永久性的故障,该段线路都会出现跳闸,使系统供电可靠性降低[1]。
2.3中性点通过消弧线圈进行接地电网中性点通过消弧线圈进行接地,一般指在中性点与大地间设置了电感的线圈,以此来保护电网。
一旦出现单相接地的故障,电网中就会出现零序电压,而电感线圈会提供感应电流来补偿电容电流,减小故障点的残余电流值,进而达到灭弧效果,彻底消除故障。
编号:AQ-JS-06625( 安全技术)单位:_____________________审批:_____________________日期:_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑浅谈10KV配电网中性点接地方式Discussion on neutral point grounding mode of 10kV distribution network浅谈10KV配电网中性点接地方式使用备注:技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解,进而形成更加科学的技术安全观,并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施,最终达到提高安全性的目的。
1.三种不同接地方式在我国的10kV配电系统中,中性点的接地方式基本上有三种:中性点绝缘接地方式、中性点经小电阻接地方式和中性点经消弧线圈接地方式。
这三种接地方式各有优缺点,特别对于小电阻接地和消弧线圈接地方式孰优孰劣问题,一直存在不同的观点。
1.1中性点不接地中性点不接地方式是我国10KV配电网采用得比较多的一种方式。
这种接地方式在运行当中如发生了单相接地故障,由于流过故障点的电流仅为电网对地的电容电流,当10kV配电系统Ijd限制在10A以下时,接地电弧一般能够自动熄灭,此时虽然健全相电压升高,但系统还是对称的,故可允许带故障连续供电一段时间(规程规定为2小时),相对地提高了供电可靠性。
这种接地方式不需任何附加设备,只要装设绝缘监察装置,以便发现单相接地故障后能迅速处理,避免单相故障长期存在发展为相间短路故障。
由于中性点不接地方式中性点对地是绝缘的,当发生弧光接地时,由于对地电容中的能量不能释放,因此会产生弧光接地过电压或谐振过电压,其值一般可达2—3.5Uxg,会对设备绝缘造成威胁。
另一方面,由于目前普遍使用的小电流接地系统选线装置的选线准确率比较低,还未能够准确地检测出发生接地故障的线路。
发生单相接地故障后,一般采用人工试拉的方法寻找接地点,因此会造成非故障线路的不必要停电。
高速与普速铁路10kV电力贯通线路中性点接地方式及其运行方式差异化分析[摘要]本文详细论述了高速与普速铁路10kV电力贯通线路各自的构成方式、负荷特点,以及由此引发的系统中性点接地方式的差异。
近而对目前高速铁路10kV电力贯通线路两种不同接地方式对供电系统的安全性、可靠性、经济性等进行了综合分析,得出了高铁贯通线路建设的较优方案。
通过比对中性点接方式的不同带来的运行方式的变化,为高铁贯通线路的技术管理积累经验。
【关键字】10kV贯通线路;中性点接地方式;消弧线圈铁路10kV电力系统由外部电源、变配电所、沿铁路线架设的电力贯通线路组成,主要为铁路沿线行车信号及各种自动化装备等负荷提供电源,保证铁路行车的安全正点。
为了保证供电的可靠性,变配电所一般引入两路外部电源,采用单母线母联分段运行方式,经1:1调压器向贯通线路供电,贯通线路一般具有两端变配电所互供的条件。
随着列车运行速度的提高,列车开行对行车自动控制设备的依赖程度越来越高,因此,为行车信号及自动控制设备供电的铁路电力系统已成为保障运输的关键设备,建设标准逐步提高,在目前的高速铁路工程建设中,贯通线路已由普速的以架空线路为主提高为以电缆为主或全电缆方式,路径采用专用电缆沟敷设,大大减少了受外界影响,提高了供电的可靠性。
由于大量电缆的使用,系统容性电流显著增大,中性点接地方式也随之相应改变,与既有的普速铁路存在较大的差异。
1.高速铁路与普速铁路10kV电力贯通线路的不同普速铁路沿铁路线架设的10kV电力线路称为自闭线路和贯通线路,根据铁路线路对供电的需求设单回路或双回路。
自闭、贯通10kV电力线路通过沿铁路线相邻40~60km的变配电所形成互供,一般以架空线路为主,个别区段受地形限制改为电缆线路。
自闭线路多采用LGJ—50mm2架空线路,主供铁路信号、通信、5T系统等一级负荷用电;贯通系统多采用LGJ—70mm2架空线路,备供铁路信号、通信、5T系统等一级负荷用电,同时向区间及各站生产生活等设施供电。
普速铁路10kV贯通线路中性点接地方式的选择摘要:针对普速铁路10kV贯通线路架空与电缆混架的特点,分析比较中性点不接地、中性点经消弧线圈接地以及中性点经低电阻接地等不同接地方式下对线路供电安全性、可靠性的影响,为如何合理选择普速铁路10kV贯通线路的中性点接地方式提供建议。
关键词:中性点不接地;消弧线圈接地;低电阻接地;1、引言在铁路供配电系统中,为提高供电可靠性,一般采用一条或两条10kV电力线路为沿线通信、信号等重要负荷提供电源,普速铁路称之为自闭、贯通线路,高速铁路称之为一级贯通、综合贯通线路。
铁路沿线每隔约40~50km设置一座由地方变电站接引电源的10kV配电所,配电所除就近为铁路生产生活负荷提供电源外,同时作为上述电力线路的电源,同一条线路的配电所具有相邻两所互供及跨所供电功能。
铁路10kV电力线路中性点接地方式的选择是一个涉及铁路供配电系统诸多方面的综合性技术问题,对于10kV配电所设计与供配电系统运行有着多方面的影响。
本文针对普速铁路10kV贯通线路架空与电缆混架的特点(文中统一以贯通线路为例阐述,自闭线路同理),分析比较中性点不接地、中性点经消弧线圈接地以及中性点经低电阻接地等不同接地方式下对线路供电安全性、可靠性的影响,为如何合理选择普速铁路10kV贯通线路的中性点接地方式提供建议。
2、不同接地方式对比10kV贯通线路中性点接地方式与单相接地故障电流、过电压水平及保护配置等有密切关系,直接影响贯通线路为铁路重要负荷供电的可靠性、连续性和运行的安全性,在选择中性点接地方式时应结合贯通线路和配电所的实际情况及运营方不同需求进行具体分析、综合考虑。
2.1中性点不接地中性点不接地优点如下:(1)发生单相接地故障时,不形成故障电流通路,仅非故障相对地电压升高,相间电压对称性并未破坏,故不影响用电设备的供电。
(2)允许系统短时带故障运行,不影响区间负荷连续用电。
(3)对通信电子设备干扰较小。
同时具有以下缺点:(1)发生单相接地故障时,会产生弧光重燃过电压,这种过电压现象会造成电气设备的绝缘损坏或开关柜绝缘子闪络,电缆绝缘击穿,所以要求系统绝缘水平较高。
(2)接地电容电流超过临界值时,接地电弧不能自熄,可能导致危险的过电压或相间短路,造成重大事故。
2.2中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地方式的工作原理是当发生单相接地故障后,故障点流过电容电流,由消弧线圈提供电感电流进行补偿,使故障点电流降至10A以下。
中性点经消弧线圈接地优点如下:(1)利用消弧线圈的感性电流对系统的对地电容电流进行补偿,使单相接地故障电流小于10A,从而使故障点电弧可以自熄,可以减少系统弧光接地过电压的概率,降低了流过接地点的故障电流及地电位升高,减少了接地点的跨步电压和接地电位差。
(2)对瞬时单相接地故障能自动消除,系统的运行可靠性较高。
(3)在单相接地时不破坏系统对称性,系统可带故障运行一段时间,提高了供电可靠性。
同时具有以下缺点:(1)中性点经消弧线圈接地方式对永久性故障选线不够快速、准确,接地故障检测困难。
(2)在处理故障过程中对线路逐条进行拉闸可能产生较高的过电压,人工检测与排除故障所需的时间较长,容易扩大事故。
(3)投资较高。
2.3中性点经低电阻接地中性点经低电阻接地方式是以获得快速选择性继电保护所需的足够电流为目的,在线路发生单相接地故障时迅速作出反应。
中性点经低电阻接地方式优点如下:(1)单相接地时的异常过电压一直在运行相电压的2.8倍以下,系统可采用绝缘水平较低的电气设备,改善了电气设备运行条件,提高了设备运行的可靠性。
(2)能快速切除单相接地故障,提高系统安全水平、降低人身伤亡事故。
(3)继电保护简单。
同时具有以下缺点:(1)当电缆发生单相接地时,故障电流较大,强烈的电弧会危及邻相电缆或同一电缆沟里的相邻电缆酿成火灾,扩大事故。
(2)对通信电子设备干扰大。
3、普速铁路10kV贯通线路组成及单相接地电容电流计算3.1线路组成及故障特点普速铁路10kV贯通线路一般以架空线路为主,电缆线路为辅,根据铁路沿线地势环境、环网柜及箱变设置情况等不同电缆所占比例不同。
电缆线路与架空线路的特性有着显著区别:对于电缆线路,一旦接地几乎即为永久接地,高压电缆不易散热,接地后电缆温度升高,处理不及时容易发展为更严重的事故,故障后宜立即切断电源;对于架空线路,相当部分接地故障属于瞬时故障(如人为外抛物或树木碰触导线),能够自行恢复正常供电,因此故障后不宜立刻断电。
3.2贯通线路单相接地电容电流计算(1)架空线路单相接地电容电流计算公式如下:Ic1=2.7UrL1×10-3(2)电缆单相接地电容电流计算公式如下:Ic2=(95+1.44S) UrL2/(2200+0.23S)(3)配电所电气设备引起单相接地电容电流增加值:16%综上,可得10kV贯通线路单相接地电容电流:Ic=(1+16%)×(Ic1+Ic2)≈0.03L1+1.02L2注:S——电缆截面mm2,文中截面以70mm2为例计算;Ur——线路额定线电压kV;L1——架空线路长度km;L2——电缆线路长度km;Ic1——架空线路接地电容电流A;Ic2——电缆线路接地电容电流A;Ic——贯通线路接地电容电流A。
4、普速铁路10kV贯通线路中性点接地方式选择根据铁路电力设计规范4.3.10规定,“经调压器供电的10(20)kV电力贯通线路,其系统中性点接地方式应符合下列规定:1当系统单相接地故障电容电流不大于10A时,应采用不接地系统。
2当系统单相接地故障电容电流不大于150A 时,可采用低电阻接地方式或消弧线圈接地方式;当系统单相接地故障电容电流大于150A时,宜采用低电阻接地方式。
3 全电缆线路宜采用低电阻接地方式”,本节以每个供电臂40km为例,分析在不同线路组成比重下贯通线路中性点接地方式的选择,及选择不同中性点接地方式时对配电所配置的影响,综合考量各方面因素,提出接地方式的选择建议。
4.1线路中每个供电臂电缆线路占比小于10%当贯通线路绝大部分为架空线路,电缆在整条线路每个供电臂分布占比不超过10%时,经3.2中接地电容电流计算,贯通线路每个供电臂最大单相接地电容电流约为5A,配电所为主供方向线路供电同时为相邻所反供或跨所供电时,最大单相接地电容电流也不会超过10A(此处不考虑既要为相邻所反供又要跨所供电的极端情况),不会形成稳定的接地电弧,故障点接地电弧可以迅速自熄,结合前文所述中性点不接地系统的特点,在贯通线路瞬时故障时,采用中性点不接地方式系统可自行恢复正常供电。
中性点不接地系统下,可在电源母线段和贯通母线段间设置直供联络回路,当调压器故障或检修时,调压器退出运行,直供柜联络开关闭合,实现紧急供电,保障供电连续性。
配电所相应主接线配置如图1所示。
图1中性点不接地主接线4.2贯通线路为全电缆线路过去普速铁路10kV贯通线路极少有全线为全电缆线路的情况,近年来,根据铁道部运输处运装供电【2008】329号“关于印发《提升铁路供电系统抗灾能力研讨工作会议纪要》的通知”中要求“主要干线宜按照一路电缆一路架空进行改造”,京广线等交通运输主要干线的贯通线路(实为自闭)改造为全电缆线路。
不同于高铁中贯通线路高压电缆采用三相单芯电缆,由于普速铁路高压电缆均采用三相三芯电缆,同样长度的电缆线路,普速铁路贯通线路单相接地电容电流仅为高铁线路的三分之一。
由3.2中接地电容电流计算可得,普速铁路贯通线路每个供电臂单相接地电容电流约为40A,配电所为主供方向线路供电同时为相邻所反供或跨所供电时,单相接地电容电流可达到80A,远未达到150A,但结合前文电缆线路的故障特点,以及中性点经消弧线圈接地和经低电阻接地的不同特性,可见对于全电缆线路,小电阻接地有着明显的优势,即可理解铁路电力设计规范4.3.10中对于全电缆线路接地方式的要求。
10kV贯通线路选择中性点经低电阻接地时,一般采用10kV配电所内贯通调压器副边中性点经低电阻接地,如图2所示。
贯通侧经低电阻接地方式下,电源母线段与贯通母线段之间不可再设置直供联络回路,调压器退出运行后本所主供方向的贯通段由相邻所反向供电或跨所供电。
此系统下应合理设置单相接地保护定值,防止由于保护不动作而引起线路火灾,扩大事故。
图2中性点经低电阻接地主接线4.3贯通线路中每个供电臂电缆线路占比大于10%除了4.2小节中提到的全电缆线路情况,随着铁路供配电系统的改造,很多贯通线路的电缆占比也都在逐渐增大,有些甚至可达到50%以上,经计算可得贯通线路单相接地电容电流处于大于10A小于150A的区间,根据前文铁路电力设计规范4.3.10规定,初步确定可采用低电阻接地方式或消弧线圈接地方式。
若采用中性点经低电阻接地方式,“能快速切除单相接地故障”的优点在架空与电缆混架的线路中便转而成为缺点,很容易对架空线路的瞬时故障作出误判,引起频繁的误动作,为改善误动作的问题,建议在工程设计中采用低电阻接地方式时,同步改造既有架空线路,将裸导线全部更换为绝缘线,以降低保护误动作的频率。
架空线占比超过30%即电缆占比不到70%时,采用低电阻接地将增加很多不必要的工程量和投资,不再建议采用低电阻接地方式。
若采用中性点经消弧线圈接地方式,既可保证当单相接地故障为架空线路的瞬时故障时,不影响供电的可靠性;又可保证发生电缆线路单相接地故障或其他永久性故障时,短时间内不会扩大事故。
针对消弧线圈接地对永久性故障选线不够快速准确、排除故障困难的问题,微机选线装置近年也已发展十分成熟,消弧线圈接地配小电流微机选线装置,可快速排查故障,降低事故扩大的概率。
采用消弧线圈接地方式时,我们不再利用调压器副边中性点,而是在贯通母线段设置专门的消弧线圈回路,在该回路设置接地变压器来构成系统中性点,如图3所示。
选择消弧线圈容量时,推荐采用过补偿,同时考虑为相邻所反供或跨所供电情况下也能避开谐振点。
图3中性点经消弧线圈接地主接线4.4贯通线路中仅存在个别供电臂为全电缆线路时在部分贯通线路改造项目中,也会出现整条线路以架空为主,但某一个供电臂由于供电设备增加等各种原因改造为全电缆,4.2节中已对全电缆线路进行讨论,显然该段全电缆线路应采用中性点经低电阻接地方式,而所内反供方向的贯通线路又应根据架空电缆占比不同选择中性点不接地或消弧线圈接地方式,对于同一配电所所供两段贯通线路所需中性点接地方式不同时,则需要增加调压器将贯通母线分段,以形成适合各段线路的两种不同接地方式,以所内反供方向贯通线路选择中性点不接地方式为例,如图4所示。
图4两种接地方式主接线一而在某些改造项目中,由于配电所既有高压室面积有限同时受其他因素制约不具备高压室扩建或新建条件,此时对贯通母线分段的方案则不再可行,可采取在同一贯通母线段下加设调压回路的方式,形成所需要的两种中性点接地方式,如图5所示。