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徐州配电网10kV系统中性点接地方式优化探讨

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  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
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  • 论文字数:33566
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  • 日期:2022-09-04
  • 来源:上海论文网

电力论文哪里有?文章先阐述了该课题的研究背景和意义以及国内外中性电接地的研究现状然后从提升徐州地区配电网中性点应用的角度入手,分别介绍并分析了不同中性点接地方法的原理、等效模型和对配电网的影响。

1 绪论

1.3 国内外中性点接地的研究现状

1.3.1 我国中性点接地系统发展现状

随着城市化的快速发展,中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地和中性点不接地这三种接地方式已经在我国得到了广泛的运用。在电力系统发展的早期,由于人类并未完全意识到过电流的危险,所以将用电装置的中性点进行连接[16]。但是,随着人类用电需求量的日渐增高以及电力系统规模的增大和电容电流也越来越大,导致单相接地故障增多,而且线路断电器也常常跳闸,导致用户频频停电。由于电容电流日益增多,多数达到了30A,更多的甚至达到了200A,从而导致了供电事件频发,随着10kV设备事故变压器的增长,许多变压器在10kV侧出口频频遭受短路的影响。除了10kV设备的老化、质量差、污闪外,中性点接地方法设计不合理也是问题发生的主要因素。所以配电系统的故障发生是由诸多因素造成的。所在在设计配电系统的时候就必须要考虑到这因素以及未来可能发生的情况。为克服系统中的这些问题,国外的一些国家采用了中性点直接接地方法和小电阻接地方法[17],结合了快速继电保护系统和开关柜等,这也是国内外最常见的几种中性点电接地方法,并且随着城市化的快速发展,人类用电量的日益提升,目前这些接地方式已经在这些国家得到了广泛的应用。 

3 徐州配电网中性点接地方式分析

3.1 徐州配电网不同中性点接地方式运行状况分

统计至2016年12月,徐州市区范围10kV配电线路总长度3470.4公里[39]电缆化率达66.52%。具体统计数据见表3-1。

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由统计数据可见:10kV线路总长度逐年有明显增长,10kV线路大量采用了绝缘导线和电力电缆线路,总体电缆化率有明显增长。不仅如此,徐州配电网的规模也在逐年越来越大,这就表明随着城市化的不断发展,用户的用电需要也在日益增加,使得配电系统在城市中也越来越广泛。

5 徐州配电网中性点经小电阻接地方式的运行分析

5.1 佟村变10kV小电阻接地方式应用情况

为了解决小电流接地系统运行过程中客户用电感知、事故处理效率、人身及设备安全等日益突出的问题,开展了佟村变10kV配电网中性点经小电阻接地试运行,先通过在局部的地区进行试改造,观察并检测在该系统运行的模式下,会对原本的城市带来哪些影响,是否会对原来的供电系统造成一定程度上的干扰或者是对居民的用电情况造成不便等等,这些影响都是需要在配电系统改造的过程中考虑进去的。如果优势明显便可以将该种中性点接地方式进行试推广。总结近2个月的试运行情况,从供电可靠性、单相接地故障处理效率、人身安全、设备安全4个方面对佟村变改造前后中性点接地方式的运行情况进行了对比分析,并提出下一步工作建议。

2019年5月初,佟村变电所进行了10kV配电网中性点经小电阻接地的改造并投入使用,这期间共发生各种事故跳闸共计11次[79],其中相间故障跳闸2次,单相接地故障跳闸9次。单相接地故障跳闸主要分为:单相接地永久性故障6次,重合闸不成;单相接地瞬时性故障3次,重合闸成功,11次跳闸保护动作正确率100%,这说明了中性点经小电阻接地方式的重合闸保护效果还是非常好的。线路跳闸情况与相关保护动作情况统计如表5-1。

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5.2 佟村变10kV小电阻接地方式的评价

(1)对事故处理效率影响

单相接地,瞬间性故障:原佟村变10kV的小电阻接地系统,在发现瞬间性单相接地故障后[80],系统仍可继续工作,当故障消失后即可恢复正常。所以这种中性点接地方式不会因为发生单相接地故障时受到太大的干扰,配电系统也可以较为平稳的运行,这也是该种接地方式的优势所在。

改造后的佟村变10kV小电阻接地系统,在瞬时性单相接地故障发生后,通过线路开关的跳闸动作将故障切断[81]。如果是因瞬时性接地故障而导致的线路跳闸并重合成功,那么监测工作人员也就需要加强观察。因为佟村10kV配电系统查找过程较为繁琐,查找故障点的时间往往比较长,所以为了保持系统正常稳定的运行以及降低设备的安全隐患,就需要维护人员定时的检查测。

单相接地,永久性故障:原佟村变10kV小电阻接地系统,发生永久性接地故障后,可带接地设备持续工作。当进行寻找接地故障问题区段时,分段排除方式可以减少配电价格及运维工作人员寻找故障问题区段的操作量,一定程度上带来了便利。但是在实际检测的过程中也会影响那些非故障线路端,这就会导致跳闸从而停电,这样非常容易引发用户投诉。

6 总结与展望

后从提升徐州地区配电网中性点应用的角度入手,分别介绍并分析了不同中性点接地方法的原理、等效模型和对配电网的影响。通过比较国内城市供电网络的中性点接地方法现状,并分析了徐州地区的中性点电压接地现状,并根据徐州地区继电保护、可靠性管、人身和生活设施安全性等特点,提出了中性点经小电阻接地方式。通过在Matlab中搭建中性电经小电阻接地的仿真模型来检测改造后的中性点接地系统会有哪些影响,然后以一个实际改造的案例结合分析。最后简要阐述了在中性点经小电阻接地系统在设计过程中所需要考虑的问题。

论文列举了在就目前为止我国在配电系统中应用最广泛的四种中性点接地方式错误!未找到引用源。,然后通过对等效电路图和矢量图来分析这四种中性点接地系统进行对比分析之后,得出了它们之间的好处和弊端以及在我国各个城市的适用范围。

论文通过仿真分析中性点经小电阻接地对配电网的影响。10kV配电网中性点若采用不接地、经消弧线圈接地提升可靠性优势不明显,反而因对绝缘要求较高,容易引起电缆故障,造成更长时间的停电错误!未找到引用源。经小电阻接地可以减少线路故障跳闸次数,反而能够增加设备供电可靠性,从而提高设备工作质量,并且还能够减少对设备的频繁改换与更新,从而减少投资。并且,在故障管理中更容易和继电保护相配合,减少故障接地的查找时间,从而减少了调控、运维的人力工作量。另外,采用中性点经小电阻接地方式对人身与设备的风险也大大降低。

参考文献(略)

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