配电网中性点两种接地形式下的运行数据之我鉴

李辉 阎定强

（云南电网有限责任公司昆明供电局，云南昆明 650100）

0.引言

长期以来，昆明地区配电网中性点采用不接地或经消弧线圈接地方式运行，通过装设小电流接地系统选线装置完成接地线路选线。由于小电流接地系统的一些特点，特别是对人身安全的考虑，对接地线路实现快速跳闸的需求不断凸显。为此我们开始了一些探索，为以后选择何种接地方式打好前站。

1.两种接地方式简介

为便于对比两种接地方式效果，项目实施中在该站10kV Ⅰ段母线上加装了直接接地的小电阻设备，在10kV Ⅱ段母线上加装智能多模型小电阻设备。

1.1 小电阻直接接地方式

将10kV Ⅰ段母线上的1 号站用变更换为接地变，在其中性点加装一台16Ω 小电阻并投入运行。详见图1 小电阻直接接地方式接线示意图。

此接线方式投入运行后10kV Ⅰ母相关系统已转变为大电流接地系统，当该系统再发生单接地时故障电流已不仅为系统电容电流，而且包含了单相短路电流，此时与该系统内10kV 出线保护配合构成零序过流保护，确保了故障线路快速跳闸，在牺牲了部分供电可靠性的情况下降低了故障点人员触电风险。

图1 小电阻直接接地方式示意图

1.2 智能多模小电阻接地模式

将站内10kV Ⅱ段母线上的2 号站用变更换为接地变，并在其中性点加装消弧电抗及16Ω 小电阻后投入运行。详见图2 智能多模型小电阻接地方式示意图。

此接线方式与小电阻直接接地相比增加了消弧电抗器，同时小电阻与系统连接处增加了真空快速断路器，为智能投切的需要增设了一套控制系统并组屏安装在继电保护室，相比小电阻直接地该系统较为复杂。

其工作原理为不断计算系统电容电流大小，当10kV Ⅱ段母线供电系统内发生线路单相接地故障时，经由可控硅快速投入消弧电抗器，进行消弧补偿，如10s 内（可设定不同时间定值）接地故障消失则控制器发出命令切除消弧电抗器，而后系统整组返回至待命状态。如10s 内接地故障依然存在，则控制器发出命令，启动小电阻系统侧的快速真空断路器将小电阻投入系统，此时该系统变为大电流接地系统，由继电保护装置根据单相短路的故障电流进行选择性跳闸，将发生单相接地短路的故障线路切除。

图2 智能多模小电阻接地方式示意图

2.两段母线上的出线情况及对比

为更好地对比两种接地方式的优缺点，分别统计了两段母线相关送电线路的架空线路与电力电缆长度。

2.1 10kV 系统线路情况

（1）10kV Ⅰ段母线系统内线路情况（表1）。

表1 10kVⅠ段母线系统内线路情况

（2）10kV Ⅱ段母线系统内线路情况（表2）。

表2 10kV Ⅱ段母线系统内线路情况

2.2 10kV Ⅰ、Ⅱ段母线上出线情况对比分析

（1）线路总长度比：

（2）架空线路长度比：

（3）电力电缆长度比：

3.运行情况分析对比

收集两套接地置投入运行以来的运行数据，作如下分析比对。

3.1 运行数据收集

10kV Ⅰ、Ⅱ段母线上出线接地故障情况（2015 年10月22 日至2016 年11 月2 日）。

（1）10kV Ⅰ段母线上出线接地故障情况（表3）。

表3 10kVⅠ段母线上出线接地故障情况

（2）10kV Ⅱ段母线上出线接地故障情况（表4）。

表4 10kVⅡ段母线上出线接地故障情况

统计得出：

10kV Ⅰ、Ⅱ段母线上出线接地故障情况（2016 年11 月3 日至2017 年12 月31 日）。

（1）10kV Ⅰ段母线上出线接地故障情况（表5）。

（2）10kV Ⅱ段母线上出线接地故障情况（表6）。

（1）10kV Ⅰ段母线上出线接地故障情况（表7）。

（2）10kV Ⅱ段母线上出线接地故障情况（表8）。

表5 10kVⅠ段母线上出线接地故障情况

表6 10kV Ⅱ段母线上出线接地故障情况

统计得出：

10kVI、Ⅱ段母线上出线接地故障情况（2018 年1 月1 日至5 月31 日）。

表7 10kVⅠ段母线上出线接地故障情况

表8 10kV Ⅱ段母线上出线接地故障情况

统计得出：

3.2 对比分析

10kV Ⅰ段母线相关线路总长仅为10kV Ⅱ段母线上相关出线总长的78%，接地故障跳闸次数在第1 个统计周期却是10kV Ⅱ段母线上出线故障跳闸次数的8.6 倍、第2 个统计周期的5 倍、第3 个统计周期为2 倍，可以看出线路运检人员努力排除隐患收到了一定效果，另一方面说明单一的小电阻接地方式故障跳闸几率较大，而安装在10kV Ⅱ段母线上的“消弧线圈并联小电阻”装置，在接地故障发生时延时投入小电阻跳闸模式确能大幅降低故障跳闸几率。

在第1 个数据统计周期内10kV Ⅰ段母线上线路重合闸成功率为95.9%，Ⅱ段母线上线路重合闸成功率仅为35.71%；第2 个统计周期10kV Ⅰ段母线上线路重合闸成功率为95.2%，Ⅱ段母线上线路重合闸成功率为100%、第3 个统计周期10kV Ⅰ段母线上线路重合闸成功率为100%，10kV Ⅱ段母线上线路重合闸成功率为55.6%。综合数据分析结果表明采用“小电阻”系统重合闸成功率超过“智能多模型小电阻（电抗并小电阻）”系统，这是由于后者的工作原理决定的，由于其需要判别永久、瞬时故障导致了故障持续时间较长，这就为故障进一步发展创造了条件。

4.经验总结

小电阻直接接地装置优点在于结构简单、工作可靠，可快速切除故障，特别是高压电力电缆较多的场所，由于电缆线路多为永久性故障，重合闸不允许投入，对于城市人员密集地区，有利于保障设备、人身安全；在架空线路较多的系统内运行会导致跳闸机率增加，但由于可使用重合闸进行补救，可以弥补其部分不足；由于直接接入系统运行，当系统发生接地故障时相对于小电流接地系统非故障相对地电压基本不变，对系统绝缘安全较为有利。

智能多模小电阻接地方式优点在可以设定跳闸等待时间，如故障在设定时间内自行消失则不进行跳闸同时有消弧能力，有利于提高供电可靠性，特别在架空线路较多的地区效果明显，可大幅降低瞬时故障跳闸机率；虽然在人员密集、高压电缆出线较多的情况下不利于设备、人身安全，但由于其具备及时投入小电阻完成跳闸功能，可将风险限定在一定范围内；其运行维护难度较大，可靠性会受到一定影响。