楼斌根 海盐县供电局,浙江海盐314300
变电所综合自动化装置在新设备安装投入试运行时,应对10 kV电网的单相接地故障保护装置进行必要和有效的测试,测出10 kV配电网络在各种可能出现的运行方式下存在的接地电流值,以便正确设置零序保护的整定值和调整消谐装置,为变电所日后安全运行创造良好的条件。我们在110 kV富亭变电所启动投产时对10kV电网的几种单相接地情况进行试验运行,利用综合自动化装置(该变电所采用南京中德保护控制系统有限公司NARI-SIEMENS综合自动化装置)进行各种数据的采集、分析和调整,以及保护定值的设定,从而为变电所和10 kV配电网络的安全运行积累了有益的经验。本文作如下分析介绍,供专家和同行们参考。 1 10 kV网络单相接地测试的原理接线 富亭变电所在10 kV母线电压互感器二次开口三角侧设有动作于信号以及具有消除谐振过电压功能的WNKⅢ/10型微电脑消谐装置。同时在各10 kV线路间隔装设了高灵敏接地电流保护装置,根据10 kV网络发生单相接地时流经接地线路零序电流值为其他同网运行各正常线路接地电流之和的关系(见图1)。整定接地线路零序电流保护动作域值。一旦线路发生单相接地,可根据线路零序保护的动作情况,准确、有效地判定哪一条线路为接地线路。

2 单相接地实测试验的接线 在该变电所单相接地实测试验时,我们选取了以下2种模拟接地情况: 第1种是单相全接地状况,即利用10 kV电压级的工作接地线,接地极插入潮湿泥土60 cm以上。 第2种是经过渡电阻接地状况,即用10 kV电压级的工作接地线,接地极(棒)任意放置于泥土表面,与导线断线后落地情况相仿。 另外,为了测定各种运行方式下10 kV网络单相接地时在线路零序保护电流互感器流过的电流数据,检测保护动作情况,在试验时也考虑了与相邻变电所10 kV网络分、合环运行的情况。如图2所示,在D1点接地试验时,分别测试城西278线与大曲106线联络的负荷开关f在分闸和合闸2种情况时流经城西278线和接地线路富东284线的接地电流值。以测定10 kV网络在最大运行方式时线路接地可能出现的接地电流值,同时也测定一般小方式下单相接地各线路流过的接地电流值,以正确整定各线路的接地保护定值,使零序保护可靠动作具有足够的灵敏度。

3网络各项实测试验的测试结果 1)当f处于分闸,D1点C相及D2点A相直接接地时,测试结果如表1。 
 2)当f处于分闸及合闸时,D1点C相接地,接地点经较大电阻接地,测试结果如表2。
4测试结果分析 1)从试验实测数据分析,当10 kV线路单相接地时,该线路上流出的接地电流,也可称为电容电流,因为无功分量容性电流远远大于功分量阻性电流,如试验(1)中富东284线二次侧有功分量为8 mA(表中未列),无功分量为153 mA,故计算分析中略去有功分量,接地电流的数值等于运行网络中各10 kV线路中流进的接地电流之和(无功分量之和)。如在直接接地试验中,各出线的接地电容电流之和为1.34+1.34+1.25+0.24=4.10 A,与接地线路的接地电流相等(其它各表中数据因读数误差等引起部分误差)。 2)从表2的测试结果数据分析中可以看出,经较大过渡电阻接地时,接地电流将略有减少。 3)从测试得到的接地电流(无功容性电流)数值看,与经验公式(即工程实用近似公式)计算的数值基本吻合。如在图2中,当f合上时,运行架空线路共110.214 km(其中双回线路3.662km),电缆线路5.705 km(大多数为YJV22-240×3),实用近似公式为: 架空线路 单回线IC=0.0256 L(A) 双回线IC=3.035 L(A) 电缆线路 IC=(1.0~1.6)L(A) L—为线路长度 计算值Icj=0.0256×106.6+0.035×3.66+1.5×5.705=11.41 A,与实测值Ics=11.53 A基本相近(因为还有导线截面大小、网络电压高低等影响)。 4)当变电所的10 kV配电网络与相邻变电所同级电压网络并列运行时,接地点流入的接地电流为原来二个独立运行网络时接地电流之和。接地电流可超过10 A,(在表2中,当f合上的接地线路电流为11.53 A)而当本变电所运行的10kV线路回数较少时,接地电流也将减少,以使零序接地保护失去灵敏度。(为便于投产时接地保护整定,本试验设定最小运行方式为四回出线)。 5 结论 1)在各变电所10 kV网络的单相接地电容电流计算时,经过实测试验表明,可采用实用近似公式代替(公式见分析)。 2)随着近年来电缆线路增加,在新建变电所或电网改造时,应进行单相接地电流计算。为防止10 kV网络单相接地时产生弧光接地过电压,应在主变10 kV中性点装设消弧线圈,也可加装消弧电阻器。同时,也可在确定网络运行方式时,适当限制合环运行方式或减少并列运行线路。 3)在整定每条线路的接地电流保护时,应先根据工程实用公式进行计算,初步整定。在变电所投产时应作带负荷试验和各种可能出现的运行方式下的单相接地模拟试验,以检验接地电流保护互感器的接线正确性和初步整定的定值。 4)为确保接地电流保护装置动作可靠并具有足够灵敏度,应根据投产时实测数据,调整各线路接地电流保护的定值,并规定最小运行方式(即最少的运行线路条数)。
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