技术研发 ＴＥＣＨＮ０ＬｏＧＹ ＡＮＤ Ｍ＿ＡＲＫＥＴ Ｖｏ１．１９Ｎｏ．４，２０１２ １ ０ ｋＶ配电网中性点接地方式的探讨 丘Ｂ梓华 （深圳供电局有限公司，广东深圳５１８０００） 摘 要：针对深圳地区１０ ｋＶ配电网中性点接地方式的运行现状。比较、分析了深圳电网目前广泛采用的两种１０ ｋＶ配电 网中性点接地方式的特点。同时，对该地区１０ｋＶｉ６电网中性点接地方式的应用实例进行了效果分析，提出自己的观点．为 深圳电力系统未来的发展建设提供参考。 关键词：１０ ｋＶ：中性点：接地 ｄｏｉ：１０．３９６９６．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１２．０４．０３０ ０引盲 在我国１０ ｋＶ配电网系统中，主要采用３种中性点接地方 式，即：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经电阻 接地，每种接地方式都有不同的特点和适用场合。当系统发生 接地故障时，不同的中性点接地方式产生的现象也是不同的。 本文就深圳电网目前采用的１０ ｋＶ配电网中性点接地方式加以 分析、比较，并提出自己的观点，为深圳电力系统未来的发展建 设提供参考。 １ 深圳电网１Ｏ ｋＶ系统中性点接地方式应用现状 由于中性点不接地方式在接地故障时产生的过电压很高， 对设备绝缘击穿的概率比较大，且较难定位故障，导致事故处 理不是很及时，目前在深圳电网中已取消此种运行方式。１９９５ 年９月，深圳供电局根据其１０ ｋＶ电网的特点对１０ ｋＶ电网中性 点接地方式做出了规定： １）变电站凡是１０ ｋＶ侧电容电流超过３０ Ａ，一律采用经消 弧线圈接地或中性点经１６ Ｑ电阻接地。 ２）特区内的新建变电站采用１０ ｋＶ中性点经电阻接地方 式，特区外的新建变电站采用１０ ｋＶ中性点经自动消弧线圈接 地方式。 ３）１０ ｋＶ中性点经１６ ｎ电阻接地设计方案中的各项要求 参照春风站进行设计；１０ ｋＶ中性点经消弧线圈接地的设计方 案，可根据国内其他省市电网中设计的配套设备生产情况和运 行经验来确定。 ２深圳电网１０ ｋＶ系统中性点接地方式 ２．１ １０ ｋＶ系统中性点经小电阻接地方式 目前，深圳已经将电缆作为城区１０ ｋＶ配电网的主要输送 网路，所以，我们必须给予足够多的视角来正视电缆带来的安 全问题。电缆线路对地的电容很大，容抗很小，所以１０ ｋＶ侧电 容电流十分大，当有故障时，电容电流往往达到１００Ａ以上，故 不但不能够自己熄灭，反而会引发电缆起火，威胁到电网系统 安全。例：￣ｎ２ｏｏ８年２月，株洲城区１０ ｋＶ母线频繁出现Ｂ相全接 地，线路先后断开跳闸。但是，因为当地１０ ｋＶ出线电缆有２５条，无 法分清哪些电缆共沟，导致故障位置不能判断，所以，无法进行 隔离，这是一起典型的电缆击穿事故，这时，我们就需要将１０ｋＶ 配电网改造成为中性点经小电阻接地系统。改造后，在配电网 发生单相接地时，电网系统通过接地电阻的电流大小来启动零 ，序保护动作，将故障线路从系统中隔离（即通过接地电阻的电 流来启动零序保护动作）。 ２．１．１ １０ ｋＶ系统中性点经小电阻接地方式优点 １）能够快速地确定故障位置，将故障线路进行隔离，及时 遏制了谐振过电压，有效地防止了非瞬时『生单相接地故障发展 成相间短路故障。 ２）对设备绝缘性要求比较低，大大地节约了投资。 ３）最大限度地降低了发生异相故障的概率。 ４）有效限制了系统执行点的偏移。 ５）如果有人碰到带电设备时，可以防止触点人员受到大电 流的灼烧，减少人身伤亡事故。 ６）配电网不受电容变化的影响，故运行方式灵活。 ２．１．２ １０ ｋＶ系统中性点经小电阻接地方式的缺点 １）当发生单相接地故障时，不管故障是否是永久性的，线 路都会自动跳闸，所以线路跳闸次数将增加数倍，影响用户的 用电需求，电路送电可靠性降低。 ２）中性点经小电阻接地属于大电流接地，接地电流比较 大，一旦零序保护动作不及时或失灵时，将使接地点及附近的 电气设备受到更大的危害，导致相间故障发生。 ３）接地故障时，电压剧增到２ ０００—３ ０００ Ｖ，该电压通过接 地系统传送到用户的电气设备上，而用户的设备的绝缘只能够 耐低压，所以容易导致用户设备被击穿而短路。 ２．１＿３应对中性点经小电阻接地方式的缺陷措施 １）通过断路器重合闸，提高配网自动化水平和完善环网或 互联供电来解决跳闸带来的对该线路用户的供电连续性和可 靠性的影响。 ２）通过引进新材料、新技术以确保零序接地保护动作的可 靠性、灵敏性。 ３）将变电站或配电间低压系统的接地极分开设置，使危险 电压大大降低或者无法传导到低压用户设备上去，以防止引起 电气设备火灾事故，保障人身安全。 ２．２ １０ ｋＶ系统中性点经消弧线圈接地方式 中性点经消弧线圈接地的配电网络如图１所示，当系统发 生单相接地后，消弧线圈在零序电压 的作用下有一电感电流 ｉＬ经接地点流回消弧线圈。此时，流过接地点的电流除全系统 的零序电容电流 ∑之外，还有消弧线圈的电感电流．ＩＪ。电感 技术与市场 技术研发 电流ｉＬＳｂ偿了接地故障点的总电容电流ｉｃ∑，因此，接地点的 接地残流ｉＪＤ＝ｉＬ＋ｉＣ∑，其向量如图２所示。 ＊肛１ 增大，用正弦波的电容电流去抵消非正弦波的电弧电流时，无 法抵消其高频部分，且在机械寿命、调节限位和响应时间等方 面无法满足这种大范围的调节需求。 ５）电力电缆不能自恢复绝缘，所以消弧线圈不能充分地对 单相接地故障发挥作用。 ３工程实例效果分析 Ｉ ｌ Ｙ Ｔ 一乃 ’ —，／ 丰 山 一Ｙ、～ —、 ｎ 几丫 十—， 一 ／ ３．１ 深圳电网１０ ｋＶ系统中性点经小电阻接地方式实例 ３．１．１工程概况 ｌｌ 簿 牛丰 １９９８年，对梅林变电站和水贝变电站１０ ｋＶ中性点接地系 统进行改造，各设计３组小电阻接地系统。。设备型号为都 ＿三Ｉ竹—＝＝＝＿一 图１中性点经消弧线圈接地系统单相接地时电流分布网络图 Ｊ ● － ｉＬ｜ｏ、｜啦 ／Ｏｆ ／ ，－ ｃ∑ ， ，Ｃ∑ 。 Ｕｏ 图２ 系统单相接地时各元件保护安装处的电流相量 根据对电容电流的补偿程度可分为３种补偿方式，当ｉＬ＝ｉｃｚ 时，称为完全补偿；当ｉＬ＜ｉｃ∑时，称为欠补偿；当ｉ ＞ｉｃ∑时，称为过 补偿。实际运行中，为了避免产生谐振过电压，采用的是过补偿 方式运行。 目前，国内运行的消弧线圈主要有手动调节和自动跟踪补 偿两类。前一种人为估算电容电流值，误差较大，现在基本上已 经不再使用；后一种能自动测量电容电流，自动调整消弧线圈， 使补偿电流适应电容电流的变化，目前一般都选择该种消弧线 圈。 ２．２．１ １０ ｋＶ系统中性点经消弧线圈接地方式优点 １）单相接地故障时电流较小，电网绝缘闪络的建弧率低， 有效地减少了跳闸次数，保证了系统供电可靠性。 ２）接地残流小，降低了地电位，减小了接地电位差。 ３）故障耗散功率小。 ４）电磁兼容性好，对通信干扰微弱，适合现代城市化的应 用。 ５）自动跟踪补偿技术的应用能够及时调整消弧线圈，使残 流达到最佳补偿状态，稳定电网运行，减少相间短路故障，提高 通电可靠性。 ２．２．２ １０ ｋＶ系统中性点经消弧线圈接地方式不足之处 １）考虑到级差、测量准确性以及零序有功分量等因素的影 响，消弧线圈附加接地残流的偏差可能较大。 ２）由于目前主变压器１Ｏ ｋｖ的接法因素，如果采用中性点 经消弧线圈接地方式，一般都要加装接地变压器，增加了投资 成本。 ３）１０ ｋｖ系统中性点经消弧线圈接地方式不能补偿谐波电 流，特别是５次谐波。 ４）随着配电网电容电流增大，消弧线圈的容量不得不随着 ＮＧ一６４—４—１０一ＣＴ型，额定电流４００ Ａ，电阻ｌ６ ｎ。 ３．１．２效果分析 改造前，梅林变电站在２年中只发生了一次单向接地故障， 发生了５２次相间短路故障，发生单相接地故障年平均０次，发生 相间短路故障年平均２６次；改造后，３年中发生了９７次单相接地 故障，３９次相间短路故障，发生单相接地故障年平均３３次，发生 相间短路故障年平均ｌ３次。可以看出，梅林变电站改造后相间 短路故障减少了５０％。 改造前，水贝变电站在３年中没有一次单向接地故障，发生 了４５８次相间短路故障，发生单相接地故障年平均Ｏ次，发生相 间短路故障年平均５３次；改造后，３年中发生了１ ８０次单相接地 故障，９９次相间短路故障，发生单相接地故障年平均６０次，发生 相间短路故障年平均３３次。可以看出，水贝变电站改造后相间 短路故障减少了６２．３％。 从两站的实际运行统计数据可以看出：改造前，因为没有 有效的监测手段，当发生单相接地故障时，不能迅速隔离故障 线路，从而使相间短路故障频发，系统的相间短路故障率几乎 为改造后的２倍。同时也能看出，改造后一旦发生瞬时陛单相接 地故障时，小电阻接地系统立即启动零序保护动作，切除故障 线路（即跳闸），使改造后跳闸次数大大增加。可见，中性点经 小电阻接地方式可以有效减少相间短路故障，提高零序保护的 灵敏度，保证了设备的安全运行，但同时也发现，系统的跳闸率 大大提高，从一定程度上损害了系统的供电可靠性。 ３．２深圳电网１Ｏ ｋＶ系统中性点经消弧线圈接地方式实例 ３．２．１工程概况 １１０ ｋＶ无人值守布吉变电站和龙岗变电站采用１０ ｋＶ系统 中性点经消弧线圈接地方式。布吉变电站采用调匝式消弧线 圈接地系统，电感电流的调节范围为额定电流的３０％一１００％。 龙岗变电站采用调容式消弧线圈接地系统，其电感电流的调节 范围为额定电流的Ｏ％一１００％。 表１ １０ ｋＶ系统中性点经消弧线圈接地运行情况 与远动 无相应 选线正 时间正 变电 消弧线 与远动 记录相 无相应 远动记 选线正 确．时 时间正 确．选 圈记录 记录相 符记录 远动记 录次数 确．时 间不符 确．选 线不符 站 总次数 符记录 次数所 录次数 所占比 间不符 的次数 线不符 次数所 次数 占比 例／％ 的次数 所占比 次数 占比 例／％ 例／％ 例／％ 龙岗 ４２ ２５ ５９．５ １４ ３３＿３ １ ２．４ ２ ４．８ 布吉 ２１ ２０ ９５．２ ０ Ｏ Ｏ ０ １ ４．８ （下转第６３页） ６７ 技术与市场 第１９卷第４期２０１２年 技术研发 中ＢＯＤ５和ＣＯＤ的浓度，或令废水中有害有毒的物质无害化。王 喜全等人运用Ｆｅｎｔｏｎ法氧化的方法测试中年垃圾渗滤液的生 化出水，实验的结果表明，经Ｆｅｎｔｏｎ法氧化的方法处理过的中 氧和兼氧的生化反应，便可去除一部分ＣＯＤＣｒ、ＢＯＤ５和 ＮＨ４＋一Ｎ。污水从调节池中流出，经过不锈钢细格网分离固体 杂质，再进入格网池，后用１＃泵提升至ＵＡＳＢ厌氧反应器。污水 经ＵＡＳＢ厌氧反应器中的厌氧处理后，进入Ａ／Ｏ反应器。Ａ／Ｏ池 年垃圾渗滤液的生化出水的最优条件是：原始ｐＨ值是７， Ｈ２０２／Ｆｅ２＋的比率是４：１，双氧水的经济添加量为０．０５ ｍｏｌ／Ｌ， 发生反应的时间为３．５ ｈ。这时，混合催化剂可以提高双氧水的 使用效率。它利用率高，为１５３．９％，ＣＯＤ的去除率可达８０．５％。 ３垃圾渗滤液实例分析 ３．Ｉ 实例描述 的主要功能是充分实现去除有机物和脱氮。ＭＯ池中含有ＭＢＲ 系统，ＭＢＲ出水后进入，一旦检验达标就可以通过提升泵提升 进入ＮＦ系统，经过ＮＦ系统的处理后达到排放标准再进行排放。 ＵＡＳＢ厌氧反应器、Ａ／Ｏ池经反应后产生的剩余污泥将直接 进入污泥浓缩池，经过浓缩处理后的污泥便由螺杆泵送到填埋 区填埋。浓缩池中的上清液将回流至调节池。循环此过程，完 成垃圾的处理。 ４结语 拟建工程位于某地，该项目的填埋场总库容为６４７．２９万ｍ ， 平均每日处理生活垃圾总量为８００ ｔ，污水处理站所处理的污水 的主要来源为填埋场垃圾渗滤液以及填埋厂区内的生活污水。 污水处理规模为３００ ｍ３／ｄ。 ３．２＿Ｔ－艺流程图 通过上述实例的介绍，了解了渗滤液在垃圾处理中的工艺 流程，这种工艺运用化学技术比较先进且运行稳定可靠，能有 根据垃圾渗滤液的实例的描述，化学工艺的流程图如图１ 所示： 渗滤 原液 效的将渗滤液实现减量化、无害化、资源化，配比得当不仅成本 比较低，也可以减少二次污染，因此，在渗滤液的垃圾处理中化 学方法还是会取得好的效果的。所以，这种技术值得在工程实 践中推广。 参考文献： 【１】 刘智萍，劲松，Ａｂｄｕｌｈｕｓｓａｉ Ａ Ａｂｂｓａ，等．Ｆｅｎｔｏｎ—ＳＢＲ．Ｙ－－艺对 帆… 耳 ’ 沉 池 ｌ 麦 ～…． … …一…申间 池 渗滤液溶解性有机物的去除特性［Ｊ］．土木建筑与环境工 程．２ＯＬＯ（４）． 『２】杜娟．我国城市垃圾填埋气资源化利用现状及前景研究 ［Ｃ】．２０１０中国环境科学学会学术年会论文集（第四卷）．２０１０． ［３】李春秋，蒋海涛，王罗眷．垃圾渗滤液除氨脱氮新工艺初探 【Ｊ】．环境保护科学，２０１０￣）． ［４］吴家前，张健，李英花．空气吹脱法在生活垃圾渗滤液氨氮 脱除中的实验研究『Ｊ】．广西科学，２ｏ１ｏ０）． ［５】杨健，王晓云．化学混凝＋ＣＳＢＲ处理垃圾渗滤液废水试验 研究［Ｊ］．能源与环境，２００８（２）：３６—３９． 【６】刘文辉，武奇，刘增超，等．化学沉淀／Ｆｅｎｔｏｎ处理垃圾渗滤 液的研究ｆＪ］．工业安全与环保，２００８，３４（５）：４３—４５． 【７】钱杨．垃圾渗滤液处理技术进展【Ｊ］．环境科学导刊，２００８，２７ （３）：５５２５８． 【８】杨叶，袁望， 世群．垃圾渗滤液净化物理化学处理方法研 究［Ｊ】．环境科学导刊，２００８，２７，（１）．６５２６７． （上接第６１页） 参考文献： ３．２．２效果分析 以布吉变电站和龙岗变电站为例，对１０ ｋＶ系统中性点经 【１】孙一平，陈克政．长沙城区１０ ｋＶｔ５电网中性点接地方式探 讨［Ｊ］．供用电，２００４，２１（２）：２５－２８． 【２】 李福寿．消弧线圈自动调谐原理［Ｍ］．上海：上海交通大学 出版社．１９９３． 消弧线圈接地运行状况（见表１）进行分析。 ２个变电站采用有功分量法和残流增量法进行选线，选线 正确率都比较高，在９５％以上。从总体上来看对于瞬时接地故 障反应较快，能够有效防止故障发展；对于非瞬时性故障，减小 ［３］ 杨卫东，姜霞，林剑．深圳电网１０ ｋＶ系统中性点接地方式 分析［Ｊ】．广东电力，２００２，１５（３）：１９—２２． ［４】冯宝忆．电缆配电网中性点接地方式对供电可靠性的影响叨． 了零序电流，能够较准确地帮助检查人员确定故障线路，及时 切断故障线路，提高系统供电稳定性。但是，对于控制器的死机 问题还需进一步解决。 供用电．１９９２￣）：１２—１４．