复杂地理环境下变电站接地方式的研究与分

发表时间:2020/10/10   来源:《当代电力文化》2020年第14期   作者:杨长森
[导读] 但随着国内电网发展扩大,变电站供电线路变长,电缆出线增多,用电负荷增加,系
        杨长森
        南宁供电局  广西南宁530000
        摘要:但随着国内电网发展扩大,变电站供电线路变长,电缆出线增多,用电负荷增加,系统对地电容电流也增大,导致单相接地后流经故障点的电容电流会变得更大,单相接地发生间歇性弧光,产生弧光接地过电压,严重会击穿电气设备绝缘,危及电网的安全运行。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对复杂地理环境下变电站接地方式的研究与分析提出了一些建议,仅供参考。
        关键词:复杂地理环境下;变电站;接地方式;研究与分析
引言
        为了防止在变电站的使用当中出现问题,就需要在接地网施工之前进行科学的设计工作、同时还需要重视基础建设、施工结束之后的验收以及在随后使用当中的维护等环节。由于一些变电站所在的地理位置比较恶劣,很容易造成与设计情况不符的接地电阻值,所以就需要施工人员根据施工场地的实际状况进行判断,采取更加合理的施工方案,尽可能使接地电阻达到使用的标准,让电气一次主接地网能够在施工之后达到令人满意的效果。
1变电站的分类
        变电站主要有4类,一类变电站主要是指交流的特高压变电站,大型的核电,能源基地以及外送,跨大地区联络的变电站等等。二类变电站主要是指750、500/330kV的变电站以及电厂外送变电站和跨省联络220kV的变电站,主变压器或者是母线停运,开关拒动从而造成四级以上电网事件的变电站等等。三类变电站就是指去除二级以外的220kV的变电站以及电厂外送变电站,主变压器,母线停运,开关拒动造成的五级电网事件的变电站,或者是专门为一级以上的重要用户直接提供电的变电站等等。四类变电站一般是指除掉一、二、三类以外的35kV以上的变电站。
2在复杂地理环境下变电站接地方式分析
        2.1室外与室内混合布置变电站内低压配电系统接地型式
室外与室内混合布置的变电站实景见,部分高压电气设备布置在建筑内,部分高压电气设备布置在建筑外,室外场地还需要配置动力、照明等零星供电设备,高压进出线一般采用架空或电缆,变电站电磁环境相对复杂,低压供电范围较广。此类变电站规范要求配置二回独立站用低压电源,中央配电通常设二段母线,部分回路直供负荷,部分回路供电至建筑内分屏,然后再转供建筑内分布荷载,一般三级供电能满足要求。因室外高压配电装置有大量敞露带电导体,电磁环境复杂,而布置于室内的弱电电气设备对电磁环境相对敏感。当供电距离不长,低压配电系统规模不大,可以采用低压供电系统中性线在电源处一点接地,无杂散电流干扰影响的TN-S制接地方式。而如果变电站规模大,室外部分采用TN-C制,入室处中性线重复接地,然后将N线与PE线分离的TN-C-S制能获得比前者相对高些的安全性。
        2.2小电阻接地方式
        小电阻接地方式下的架空绝缘导线断线接地时,若绝缘导线与大地间的接地阻抗高,故障电流小,达不到零序保护启动的整定值,则零序保护会“失灵”,故障线路不能被切除,带电的线路会给过往行人带来极大的人身安全风险。小电阻接地方式下架空线路中绝缘子闪络时,因杆塔接地装置的存在,属于金属性接地故障,接地电阻很低,故障电流较大,馈线零序保护会顺利动作使线路跳闸,频繁跳闸会使供电可靠性大幅度下降。关于小电阻接地方式死区问题的分析对城市配电网中小电阻接地系统的升级改造以及新型接地保护装置的研发具有一定的实践和指导意义。


        2.3经消弧线圈接地方式
        为了考虑节省投资和变电所空间,现在新建变电站为了保证供电稳定,采用的是站用变和接地变分开方式运行,现在国内接地变压器的接地方式主要是中性点经小电阻接地和经消弧线圈的接地方式。经消弧线圈接地方式在发生单相故障时,经消弧线圈产生与电容电流方向相反的电感电流,对接地电容电流进行补偿,避免了弧光过电压的产生,使流过接地点电流减小到自行熄灭的范围,可带着故障短时间内运行,在最大程度上保证了供电的可靠性。但如今电网越发复杂,一旦补偿的参数不合理就容易出现谐振过电压较高的情况,中性点经消弧线圈接地方式逐渐不能满足要求。中性点经电阻接地开始提出并投入应用,接地变压器中性点电阻接地方式的优点在于不仅能限制单相接地电容电流,还能通过接地电流来启动零序保护,选出故障线路,快速地把故障设备从系统中切除,降低了电气设备选型时的耐压水平,也避免了管理和运行消弧线圈带来麻烦。
3复杂地理环境下变电站接地注意事项
        3.1借助各项措施来减少变电站接地网的腐蚀发生
        在复杂的地理环境下,变电站的接地网极容易发生腐蚀,而发生接地网的腐蚀不利于变电站的运行。因此,相关的工作人员可以通过增大接地网的接触面积,使用一些抗腐蚀性功能强的导电线来进行变电站接地网的连接,例如:铜线。目前,已经有好多国家使用铜线来进行接地网的连接,以及利用电化学中的阴极保护法(牺牲阳极,外加电源)来进行接地网的实行,但目前还没有较为成熟的计算方法,需要专业的技术人员进行所需参数的计算。
        3.2接地变保护的配置
        中性点经消弧线圈接地的接地变保护一般设置两段电流保护,很多时候考虑投资和场地因素,直接在站用变保护测控装置上给接地变提供两段式过流保护和过负荷告警功能。如果是经中性点电阻的接地方式的接地变,则必须需配置专用的站用变保护测控装置,除了设置两段式过流保护和过负荷告警,还需设置两段式零序过流保护用于单相接地故障跳闸。接地变压器中性点上装设零序电流Ⅰ段、零序电流Ⅱ段保护,作为接地变压器单相接地故障的主保护和系统各元件的总后备保护。采用中性点经电阻接地的接线方式,其他间隔也应增加零序过流保护的功能,在系统出现单相接地故障时,各零序保护电流均能配合可靠动作,最小范围内快速将故障设备切除。
        3.3使用合规的接地线
        在安装变电站接地线之前,必须得接地线的质量进行检测,使用符合国家安全标准要求的接地线才能够有效避免安全事故的发生。首先,管理人员在对变电站内接地线进行采买的过程中,应该对比市场上多家接地线的品质与价格,尽量选择物美价廉的接地线,而不能为了节约成本选择线路横截面积小于25mm2的线缆。其次,在接地线进入变电站进行安装连接之前,要对运送来的接电线进行质量抽样检测,确保线缆全部合格后才能够进入现场。在抽样过程中要保证样品具有代表性和普遍性,防止同一批接地线电缆出现质量参差不齐的情况。最后,在对接地线电缆进行安装时,要按照操作要求进行连接,并定期对接地线的性能进行检修,出现损伤的接地线应及时更换。
结束语
        对应的工作人员在复杂环境下进行变电站接地方式的设置时,需要考虑多方面的因素,进行综合的检测确定好最佳的接地方式之后再进行变电站的接地方式,这样才能够将变电站接好,使得变电站发挥其自身的作用,更好地为人们服务,同时也要将变电站的设备室进行合理安排,避免一些不必要的状况发生。
参考文献
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