《220kV变电所10千伏接地方式论证》.doc

220kV变电所10千伏接地方式论证 目 录 1. 概 述 2. 电阻接地 2.1单相接地时故障基本分析 2.2参数选择及设备选型 3. 消弧线圈接地 3.1概述 3.2消弧线圈的选择 3.3装设消弧线圈的变压器配置 3.4消弧线圈配置原则 4.本工程10千伏接地方式的选择 1. 概述 随着配电网的迅速发展，城区电缆线路星罗密布、电容电流猛增，配电网中性点不接地方式已不能保证安全供电的需要。如深圳市区10kV配电网中，接地电容电流超过30A的已占80%，个别网络电容电流达200A；再如上海地区10～35kV配电网中，城区配电网的电容电流有的高达300～500A。大电容电流配电网的分频谐振过电压、小电容电流网络的弧光接地过电压、断线谐振过电压已构成严重危害，10～35kV设备故障频繁。（据深圳市1992年～1995年不完全统计，发生24次变电站主变10kV出口短路，一万多安三相短路电流的冲击，5台容量为31.5MVA变压器损害，变电站10kV高压固定式、手车式开关柜烧坏事故屡有发生）。 为了配电网的安全运行，各城市均对其进行了改造。一些大城市如北京、上海和沿海城市（深圳、厦门）采用小电阻接地的方式，而另一些城市如杭州等则采用消弧线圈接地。 2.电阻接地 配电网中性点经电阻接地后，可降低单相接地时非故障相工频过电压，抑制弧光接地过电压，消除PT谐振过电压和大部分断线谐振过电压，优化配电网工作状况，改善10kV配电设备的工作条件，提高配电网的运行可靠性，且接地保护方式简单。 2.1中性点低电阻接地系统单相接地时故障基本分析 由对称分量法得出单相接地时复合序网图（见图1）。图中RN为中性点接地电阻；XC为系统对地电容之容抗；Rg为故障点过渡电阻，忽略接地变压器零序阻抗的影响。 如取10 kV配电网三相金属性短路电流EA/Z1＝18kA（小于实际值），而单相金属性短路电流3EA/（2Z1＋Z0）只是电容电流与中性点电阻有功电流之向量和，与各大城市的设计取值有关（如深圳市为385A、上海市为500A），两者相差约36～46倍，即EA/Z1≈（36～46）〔（3EA）/（2Z1＋Z0）〕，由此可得Z0＝（106～136）Z1，故Z1、Z2可忽略不计，即得等效电路（见图2） 2.2中性点低电阻接地系统参数选择及设备选型 2.2.1中性点电阻值的选择 按限制过电压的要求选择 当IR≥1.5IC时，可将过电压限制到2.6Uφ以下，而当IR1.5IC后，限制过电压的效果已变化很小，需按IR＝1.1IC来选择电阻值。考虑到最大电容电流可能比计算值稍大，且接地变压器还有零序阻抗，一般RN取值要比计算值小20%~30%。 按10 kV电力设备接地装置的接触电势和跨步电势不超过允许值的要求选择 城市配电网小电阻接地运行后，仍属于小接地短路电流系统（总的接地故障电流小于等于1000A），但单相接地时保护动作跳闸，与大接地短路电流系统相同，故由接触电势、跨步电势控制的保护接地装置电阻值可按大接地短路电流考虑，宜满足R＝2000/ I。 按《交流电气装置的接地》规定，接地装置的接地电阻应符合R＝2000/ I的要求，当不符合此要求时，可通过技术经济比较增大接地电阻，但不得大于5Ω， 因为金属性单相接地总故障电流为： 式中 IR已考虑了接地变压器零序阻抗影响。 故接地装置的接地电阻需满足的要求。 由此可以验算RN取值是否符合要求。 2.2.2接地变压器容量及型式选择 型式 从低零序阻抗、减小体积，减少维护工作量，考虑消防等角度综合起来，接地变压器宜选择不带二次绕组的干式曲折星形绕组变压器—Z型变压器（见图3）。 变压器的额定电压为系统额定线电压。 变压器的容量，在考虑短时间（该时间与本接地保护是否做馈线接地保护的备用有密切关系）过负荷系数后，应与电阻器在该时间内的热容量相匹配。 3. 消弧线圈接地 3.1概述 根据DL/T 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第3.1.2条规定： 3kV(10kV不直接连接发电机的系统和35kV、66kV系统。当单相接地故障电容电流超过下列数值又需在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式： 3kV(10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统：10A。 3kV(10kV非钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统，当电压为： 3kV和6kV时，30A； 10 kV时，20A。 3kV(10kV电缆线路构成的系统，30A。 在当前城市供电绝大部分