電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)-20kv中性點(diǎn)接地和繼電保護(hù)改造

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　20kV中性點(diǎn)接地和繼電保護(hù)改造</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b><

2、/p><p><b>　　關(guān)鍵詞I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　KeywordsII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 配電網(wǎng)采用10kV等級(jí)供電的局限性1</p><

3、;p>　　1.2 配電網(wǎng)為什么采用20kV等級(jí)供電2</p><p>　　1.3 20kV中壓配電的發(fā)展前景3</p><p>　　1.3.1 國(guó)外使用20kV的配電電壓3</p><p>　　1.3.2 國(guó)內(nèi)采用20kV配電電壓的情況3</p><p>　　1.4 本文的研究?jī)?nèi)容4</p><p>　

4、　2 20kV配電網(wǎng)的模型和中性點(diǎn)接地的方式的概述4</p><p>　　2.1 電網(wǎng)的參數(shù)4</p><p>　　2.2 220kV配電網(wǎng)的電容電流的計(jì)算問(wèn)題5</p><p>　　2.3 20kV配電網(wǎng)的不同的線(xiàn)路類(lèi)型中性點(diǎn)的接地方式的選擇5</p><p>　　2.4 本章小結(jié)6</p><p>　　3

5、 配電網(wǎng)的中性點(diǎn)的電阻的接地的方式的相關(guān)的理論7</p><p>　　3.1 單相接地故障問(wèn)題7</p><p>　　3.2 通信的干擾7</p><p>　　3.3 接地電阻的選擇原則8</p><p>　　3.3.1 間歇性電弧接地的過(guò)電壓限制取值8</p><p>　　3.3.2 繼電保護(hù)的整定8&l

6、t;/p><p>　　3.3.3 通信的干擾9</p><p>　　3.4 本章小結(jié)9</p><p>　　4 靈活的接地方式在20kV配電網(wǎng)中的延伸及應(yīng)用10</p><p>　　4.1 20kV的配電網(wǎng)的中性點(diǎn)靈活接地方式基本構(gòu)成11</p><p>　　4.2 20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)的靈活接地方式工作狀態(tài)11

7、</p><p>　　4.2.1 穩(wěn)態(tài)分析11</p><p>　　4.2.2 單相接地時(shí)電弧消滅的原理和分析12</p><p>　　4.3 單相接地故障時(shí)的故障點(diǎn)的定位的數(shù)值和分析13</p><p>　　4.4 文章的小結(jié)13</p><p>　　5 結(jié)論與展望13</p><p&g

8、t;<b>　　5.1 結(jié)論13</b></p><p><b>　　5.2 展望14</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　致 謝16</b></p><p><b>　　Conte

9、nts</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　KeywordsII</p><p>　　1.1 Introduction1</p><p>　　1.1 The limitation of 10kV power supply for distribution network1</p>

10、;<p>　　1.2 Why distribution network is powered by 20kV grade2</p><p>　　1.3 Development prospect of 20kV MV distribution3</p><p>　　1.3.1 Distribution voltage of foreign 20kV3</p>

11、<p>　　1.3.2 The use of 20kV distribution voltage in China3</p><p>　　1.4 The contents of this research4</p><p>　　2 Overview of the 20kV distribution network model and neutral point ground

12、ing4</p><p>　　2.1 Parameters of the network4</p><p>　　2.2 Calculation of the capacitance current for 220kV distribution network5</p><p>　　2.3 The choice of grounding mode for dif

13、ferent line type of 20kV distribution network5</p><p>　　2.4 Summary of this chapter6</p><p>　　3. The theory of the grounding of the neutral point resistance of the distribution network is rela

14、ted to the theory7</p><p>　　3.1 Single phase earth fault problem7</p><p>　　3.2 Communication interference7</p><p>　　3.3 Grounding resistance selection principle8</p><

15、p>　　3.3.1 The value of overvoltage limit for intermittent arc grounding8</p><p>　　3.3.2 Setting of relay protection8</p><p>　　3.3.3 Communication interference9</p><p>　　3.4 Su

16、mmary of this chapter9</p><p>　　4 The extension and application of flexible grounding mode in 20kV distribution network10</p><p>　　4.1 The neutral point of the 20kV distribution network is bas

17、ically constituted of flexible grounding mode11</p><p>　　4.2 Flexible grounding mode of neutral point in 20kV distribution network11</p><p>　　4.2.1 Steady state analysis11</p><p>

18、;　　4.2.2 The principle and analysis of arc elimination in single phase grounding12</p><p>　　4.3 Numerical and analysis of the fault points of single phase earth fault13</p><p>　　4.4 Summary of

19、 the article13</p><p>　　5 Conclusions and Prospect13</p><p>　　5.1 Conclusion13</p><p>　　5.2 Prospect14</p><p>　　References15</p><p>　　Appreciation16&

20、lt;/p><p>　　20kV中性點(diǎn)接地和繼電保護(hù)改造</p><p>　　【摘要】 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也加劇了電力的供需矛盾，現(xiàn)行的10kV配電網(wǎng)在供電能力等方面就存在了很多的不足之處。依據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況已得到論證，20kV的電壓從技術(shù)上來(lái)看是可以行的通的，在經(jīng)濟(jì)上也是優(yōu)越的。本文將會(huì)這一課題進(jìn)行全面而深刻的研究，主要體現(xiàn)如下幾方面：1建立了5種20kV配電網(wǎng)系統(tǒng)，這當(dāng)中既包

21、含以電纜出線(xiàn)為主的負(fù)荷密度比較高的城市的電網(wǎng)，也有以架空出線(xiàn)為主的負(fù)荷密度比較低的農(nóng)村的電網(wǎng)。并且根據(jù)變電站20kV側(cè)出線(xiàn)的類(lèi)型，最終給出了不同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的配電電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式的選擇方案。而且也研究了配電網(wǎng)經(jīng)中電阻接地系統(tǒng)的電阻的阻值的選取以及繼電保護(hù)改造的問(wèn)題。并且綜合考慮了過(guò)電壓、繼電保護(hù)、中電阻的熱容量、通訊的干擾等很多危及人身安全的很多個(gè)因素，并且提出了改造方法對(duì)于升壓改造為的混合出線(xiàn)配電網(wǎng)，也提出了應(yīng)用新型靈活接地的方式。2

22、提出了零序電流有功增量作為判據(jù)的故障點(diǎn)定位是行的通的。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 20kV的配電網(wǎng) 中電阻接地新型靈活接地方式 升壓改造 繼電保護(hù)</p><p>　　20kV Neutral Point Earthing and Relay Protection Reform</p><p>　　Abstract Along with the cont

23、inuous development of our national economy, but also aggravate the contradiction between supply and demand of power supply and demand,the existing 10kV distribution network in the power supply capacity, there are many in

24、adequacies. According to the actual situation of our country has been demonstrated, the voltage of 20kV from the technical point of view is can line, in the economy is also superior. This will be the subject of comprehen

25、sive and profound research,main</p><p>　　Keywords 20kV distribution network; the new type of resistance grounding mode; boost transformation; relay protection</p><p><b>　　1 緒論</b><

26、;/p><p>　　1.1 配電網(wǎng)采用10kV等級(jí)供電的局限性</p><p>　　（1）隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力的需求也大大提升，特別是城市地區(qū)和一些大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，導(dǎo)致了用電量的提升。目前10kV配電網(wǎng)也有一些不足之處，供電的范圍也沒(méi)達(dá)到需求。線(xiàn)路的供電范圍，在負(fù)荷密度為25-35千瓦每平方千米為10-13千米，然而在我國(guó)農(nóng)村的東部地區(qū)的用電負(fù)荷的密度大約為65-75千瓦每平方千米，一個(gè)縣幾

27、乎幾百平方千米，用10kV的供電線(xiàn)路供電時(shí)，因?yàn)楣╇姲霃降南拗疲瑢?huì)建設(shè)發(fā)電廠(chǎng)幾十余座，需要花費(fèi)許多投資，每一年光主變壓器的消損就百萬(wàn)千瓦時(shí)那么多，不管從各個(gè)方面來(lái)看，都存許多問(wèn)題。</p><p>　?。?）網(wǎng)絡(luò)消損大，電能的質(zhì)量也差。就目前來(lái)看農(nóng)村的配網(wǎng)線(xiàn)路消損率基本都在百分之十幾以上，線(xiàn)路比較長(zhǎng)，末端的線(xiàn)路電壓過(guò)比較低，配變長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行，所以農(nóng)網(wǎng)在很早就提出應(yīng)用20kV電壓10kV等級(jí)代替來(lái)完成的。所以

28、，在用電負(fù)荷的持續(xù)增加、每行每業(yè)對(duì)用電質(zhì)量的要求越來(lái)越嚴(yán)格的狀況下，應(yīng)用20kV電壓等級(jí)和把城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)放在一起的創(chuàng)新和改造，應(yīng)該把他放入工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)里面。</p><p>　　（3）高負(fù)荷密度的供電很難得到滿(mǎn)足。伴隨經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，呈現(xiàn)出很多比如機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、及商融中心等比較高負(fù)荷密度的用戶(hù)，其中這部分用戶(hù)采用110kV或35kV供電問(wèn)題都得不到很合理的解決。現(xiàn)在的城市大部分采用供電，變電把電送人市區(qū)，1

29、10kV的供電范圍1-2km，供電的面積為2-4平方千米，導(dǎo)致變電所過(guò)多，耗費(fèi)也太多。但是20kV可以比較順利的解決遠(yuǎn)距離和占地等各種各樣的難題。</p><p>　?。?）輸變電的工程用地限制。從改革開(kāi)放往后，快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和不斷提高的市民生活水準(zhǔn)，城市的用電量增長(zhǎng)的，比較客觀(guān)的展現(xiàn)出我國(guó)的大中型企業(yè)已經(jīng)趕不上快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)建設(shè)了?，F(xiàn)在，我國(guó)的大中型城市，負(fù)荷密度已經(jīng)30-50千瓦每平方千米或者更高。在這個(gè)

30、形式下，配電網(wǎng)供電就有些不太好。開(kāi)始，若采用110kV降到城市10kV配電，負(fù)荷密度和供電半徑限制，每平方千米都得建一座降壓的變電所。假如把220kV降低10kV為配電，那么出線(xiàn)回路數(shù)就會(huì)多至數(shù)十回，導(dǎo)線(xiàn)的截面積和電纜的截面積就會(huì)變粗，導(dǎo)致出線(xiàn)不能布置。出線(xiàn)和電纜數(shù)量太多，就會(huì)產(chǎn)生道路困難的情形，與此同時(shí)造價(jià)大大增加，自身的消損也很難降低。第二，由于供電電壓和導(dǎo)線(xiàn)的截面制約，導(dǎo)致線(xiàn)路比較多。所以根據(jù)設(shè)備的投資、基建占地、線(xiàn)路的走廊、等一

31、系列方面都產(chǎn)生了許多問(wèn)題。在比較大的城市找到高電壓變電所變的越來(lái)越難。</p><p>　?。?）短路容量和網(wǎng)絡(luò)消損持續(xù)增高。城鄉(xiāng)用戶(hù)增加，變配電的負(fù)荷密度大大增加，導(dǎo)致電網(wǎng)消損嚴(yán)重。即使國(guó)家對(duì)城鄉(xiāng)電網(wǎng)加大了投資，大多數(shù)大中型城市110kV與220kV進(jìn)入負(fù)荷中心，這些舉措即使對(duì)供電能力減小消損等方面有好處，但是10kV短路容量也大幅度上升。一自從將高壓引入負(fù)荷中心，在10kV側(cè)頻頻有大面積開(kāi)關(guān)燃燒事故，是什么原

32、因?qū)е碌哪兀梢哉f(shuō)是在城市與農(nóng)村電網(wǎng)的開(kāi)發(fā)建設(shè)中，只顧提高輸電電壓，對(duì)電壓電網(wǎng)的升壓沒(méi)有重視。在高用電時(shí)刻，直接給用戶(hù)配網(wǎng)110kV的電流很大，電壓比較低。這樣通常會(huì)導(dǎo)致中低壓配電和用電設(shè)備熱穩(wěn)定不足產(chǎn)生的故障。與此同時(shí)一次側(cè)電源容量加大，如果二次側(cè)產(chǎn)生短路，其電流超越了斷路器開(kāi)斷的能力，這樣會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)造成無(wú)選擇性的動(dòng)作更嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸，因此配電二次側(cè)電壓不提高，即便是將變電站的線(xiàn)路放入市區(qū)中心，那也只不過(guò)是提高了電源的供電能力，降低線(xiàn)

33、路損壞沒(méi)有多大作用。</p><p>　?。?）國(guó)際上的對(duì)接問(wèn)題。在我國(guó)很多都是中性點(diǎn)不接地，絕緣水平也比較高，通常進(jìn)口15kV到24kV電壓等級(jí)的產(chǎn)品作用于10kV的電網(wǎng)，生產(chǎn)成本和投資利潤(rùn)都加大了。另外，在外國(guó)中壓電網(wǎng)基本上都采用20kV的電壓，法國(guó)，德國(guó)，美國(guó)還有日本印度這些國(guó)家電網(wǎng)都運(yùn)行了很長(zhǎng)時(shí)間。為了挺進(jìn)國(guó)際市場(chǎng)，我們國(guó)家應(yīng)該生產(chǎn)20kV電壓設(shè)備，并且設(shè)計(jì)20kV的電網(wǎng)，這樣才能把本地區(qū)供電問(wèn)題解決好，

34、設(shè)備的外貿(mào)出口也將挺進(jìn)國(guó)際市場(chǎng)。</p><p>　　1.2 配電網(wǎng)為什么采用20kV等級(jí)供電</p><p>　　在我國(guó)采用20kV的配電電壓進(jìn)行了研究和學(xué)習(xí)，表明加電壓制技術(shù)是通過(guò)的的，從經(jīng)濟(jì)上來(lái)看也是很好的。就理論上看，20kV的優(yōu)越性主要表現(xiàn)為：</p><p>　?。?）線(xiàn)路的輸送功率提升，同時(shí)有色金屬也得到節(jié)約。當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)的截面積一定，電流不變的情況下，電壓

35、跟輸送容量成正比，電壓越高，容量越大。這樣把輸送容量提高1倍，即使要輸送一樣的容量，20kV導(dǎo)線(xiàn)截面跟10kV的相比可以減少一半多，有色金屬也會(huì)節(jié)省下來(lái)。</p><p>　?。?）中壓網(wǎng)絡(luò)半徑的提高。如果電壓的消損率不變，電力的負(fù)荷距離和電壓的平方有一定的線(xiàn)性關(guān)系，具體來(lái)說(shuō)是成正比。20kV相比10kV的供電距離提高了很多。那么電壓的提高，供電半徑也會(huì)大大提升。</p><p>　?。?

36、）將功率消損減小。在輸送相同的功率的情況下20kV和10kV的差別在于，20kV是10kV的一半，但是功損為其四分之一。但是在農(nóng)村，電網(wǎng)的供電半徑增大一倍，電能的消損大約能降低一半。</p><p>　?。?）將電壓的消損降低，將電能的質(zhì)量提升。電壓從10kV到20kV，假如負(fù)荷不發(fā)生變化，電壓降減小四分之三；將負(fù)荷增加，電壓降減小一半，相比10kV而言。</p><p>　?。?）將變壓

37、器的空載負(fù)載消損減小。變壓器的空載消損在額定運(yùn)行時(shí)決定電網(wǎng)的空載損耗，但是同容量不一樣電壓等級(jí)的變壓器，其空載消損的數(shù)值基本上是一樣的從10kV到20kV的電壓范圍內(nèi)，容量相同的變壓器的空載消損總體是不變的，但是負(fù)載的消損很大程度上減少，那么總的損耗就會(huì)降低這樣更加節(jié)能，更加利于經(jīng)濟(jì)。根據(jù)外國(guó)的電壓等級(jí)及其改造，我國(guó)的重壓配電電壓是可取的。原來(lái)法國(guó)的電壓為380，225，150，20，5，0.38kV，現(xiàn)在改造成為380，225，90，

38、20，0.38kV總五級(jí)；德國(guó)早在1860年前將配電電壓改造成口等級(jí)10kV。但是不久改變了這種做法，并把6，10，15kV改為20kV，而且這種20kV被大部分歐洲國(guó)家使用作為配電網(wǎng)，比如意大利，波蘭等國(guó)家。俄羅斯小部分是10kV，絕大部分是20kV等級(jí)的；在亞洲，有一部分國(guó)家如韓國(guó)都將20kV作為配電電壓。60年代早期，韓國(guó)城網(wǎng)線(xiàn)損率很高，甚至達(dá)到百分之三十，后經(jīng)過(guò)一系列措施提高輸電的電壓，但70年代線(xiàn)損還仍維持在百分之一左右。倘若

39、在繼續(xù)采取那樣的措施看上去無(wú)濟(jì)于補(bǔ)，這么長(zhǎng)時(shí)間線(xiàn)損率僅僅下降百分之零點(diǎn)五。韓國(guó)在80年代又開(kāi)始采取措施進(jìn)一步</p><p>　　研究表明，20kV的電壓等級(jí)比較適合高負(fù)荷的密度，一些密度較大的市區(qū)中心，也適合偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，由此看來(lái)，它也適合我們國(guó)家社會(huì)主義初級(jí)階段。在一些條件合適的地區(qū)，城鎮(zhèn)配電電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)也必然是20kV的電壓等級(jí)。將電壓等級(jí)從10kV過(guò)渡到20kV將會(huì)是一項(xiàng)巨大的任務(wù)。</p>

40、;<p>　　1.3 20kV中壓配電的發(fā)展前景</p><p>　　1.3.1 國(guó)外使用20kV的配電電壓</p><p>　　國(guó)際上通常將20kV的電壓等級(jí)規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)中壓。美國(guó)，俄羅斯，加拿大和日本等國(guó)家將20kV電壓等級(jí)列為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。各個(gè)國(guó)家基本上朝著大城市用四級(jí)電壓，小城市用三級(jí)電壓的這個(gè)趨勢(shì)發(fā)展。美國(guó)在1948年就用20.8-24.9kV的電壓；然而法國(guó)和德國(guó)從20

41、世紀(jì)60年代發(fā)展20kV的電壓。五分之四的歐洲國(guó)家，比如意大利，都用的是20kV-25kV的配電電壓。在20世紀(jì)60年代前蘇聯(lián)大部分城市都從10kV改為20kV。其中14個(gè)亞洲國(guó)家中就有9個(gè)亞洲國(guó)家用的是20kV中壓配電電壓的等級(jí)，包括我國(guó)臺(tái)灣，新加坡等。</p><p>　　1.3.2 國(guó)內(nèi)采用20kV配電電壓的情況</p><p>　　在我國(guó)用20kV配電的城市:</p>

42、<p>　?。?）蘇州的工業(yè)園。這個(gè)工業(yè)園區(qū)是蘇州與新加坡一起開(kāi)發(fā)的區(qū)域。這個(gè)園區(qū)人口較為密集，電力負(fù)荷也較為密集?？傮w上來(lái)看，它的平均負(fù)荷密度能達(dá)到50兆瓦每平方千米。重新規(guī)劃的電網(wǎng)，高質(zhì)量的供電，甚至滿(mǎn)足全電纜配電。變電站內(nèi)的主變壓器大約220、110、20kV，并且每臺(tái)220、110、20kV的變壓器的容量是180MVA，每臺(tái)110、20的為63MVA。變電站內(nèi)的母線(xiàn)大部分為單母線(xiàn)四母線(xiàn)或者是單母線(xiàn)六分段環(huán)形的接線(xiàn)。它

43、的工業(yè)園區(qū)的20kV配電網(wǎng)的中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)一個(gè)7.7歐母的電阻接地。主變壓器的低壓側(cè)的繞組側(cè)大都用的是星型接線(xiàn)，在變壓器的內(nèi)部另設(shè)了平衡的繞組，將繞組接成一個(gè)開(kāi)口三角形形狀，這樣就給3次諧波開(kāi)通了道路。</p><p>　?。?）遼寧本溪市南芬的一個(gè)供電公司。它的特點(diǎn)是給距離較遠(yuǎn)的農(nóng)村和礦區(qū)提供電能，它的配電線(xiàn)路大都以架空線(xiàn)路為主。本溪市的供電公司下屬公司自己設(shè)計(jì)出S-315/20的配電器并且通過(guò)了檢驗(yàn)。南芬地區(qū)受自

44、然環(huán)境的制約，負(fù)荷密度較小，配電的線(xiàn)路也比較長(zhǎng)，中性點(diǎn)用的是調(diào)匝式消弧線(xiàn)圈，這樣它能進(jìn)行自動(dòng)的跟蹤和補(bǔ)償。主變壓器用的是Yyd的接線(xiàn)，20kV側(cè)用電是Y接線(xiàn)，這樣就比較直接的引出了中性點(diǎn)。</p><p>　?。?）在云南昆明的“世紀(jì)城”的中壓配電電網(wǎng)。因?yàn)椤笆兰o(jì)城”的開(kāi)發(fā)面積達(dá)2.4平方千米，住在，共建，商貿(mào)這三個(gè)成為了用電負(fù)荷的主要形式。估計(jì)這個(gè)工程建設(shè)成功后使用負(fù)荷將會(huì)有8.65萬(wàn)kw，配電變壓器的裝機(jī)容量

45、也將達(dá)到13.75萬(wàn)kVA。為了節(jié)約投資，也為了該片區(qū)域的正常使用，片區(qū)的中壓配電網(wǎng)將采用的是20kV的電壓等級(jí)，并且是否使用10kV也是個(gè)值得商討的難題。</p><p>　　1.4 本文的研究?jī)?nèi)容</p><p>　　配電網(wǎng)的電壓的等級(jí)從10kV到20kV以后，就要再重新選擇中性點(diǎn)的接地方式和繼電保護(hù)的一些合理的措施。20kV系統(tǒng)的中性點(diǎn)還有許多問(wèn)題需要處理，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累以及運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)

46、制定和完善?，F(xiàn)階段我國(guó)沒(méi)有20kV配電網(wǎng)的專(zhuān)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)和量程，僅僅是在一些己經(jīng)實(shí)施過(guò)的地區(qū)有了一些經(jīng)驗(yàn)而已。在我國(guó)有關(guān)配電網(wǎng)的科學(xué)研究，很少給出明確的結(jié)論，有也只是關(guān)于基本理論和優(yōu)越性的分析而已。所以本文將從以下幾個(gè)方面對(duì)20kV配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地問(wèn)題進(jìn)行討論和研究：</p><p>　?。?）建立20kV的配電網(wǎng)的5種最基本的模型，其中有負(fù)荷密度比較高的城市電網(wǎng)，這些電網(wǎng)通常以電纜出線(xiàn)為主，也包含負(fù)荷密度比較低的

47、農(nóng)村電網(wǎng)，而這些電網(wǎng)通常以架空線(xiàn)路為主要的形式。我們依據(jù)20kV側(cè)的出線(xiàn)分析出不一樣結(jié)構(gòu)的20kV配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地的不同方案類(lèi)型。</p><p>　?。?）通過(guò)研究配電網(wǎng)經(jīng)過(guò)電阻接地時(shí)系統(tǒng)的電阻阻值的選取和繼電保護(hù)的改造問(wèn)題等。我們從過(guò)電壓、繼電保護(hù)等或傷及人身安全的多個(gè)因素考慮，制定了電阻的阻值選取規(guī)則，那就是基于PSCAD/EMTDC的仿真計(jì)算，對(duì)很多種20kV系統(tǒng)在特定的電流范圍進(jìn)行電阻的阻值選取與此同

48、時(shí)也電阻的技術(shù)指標(biāo)提出了基本的要求；也研究了20kV中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地條件下的繼電保護(hù)特性，并且提出了改進(jìn)的方法。</p><p>　?。?）將10kV升壓為20kV的配電網(wǎng)，應(yīng)該把20kV的中性點(diǎn)接地方式用10kV的替代。在這種方式下，能夠達(dá)到電氣設(shè)備的要求，同時(shí)也能達(dá)到線(xiàn)路絕緣水平的要求，而且單相接地的故障選線(xiàn)也比較方便，這樣也更利于供電的連續(xù)性和安全性?；赑SCAD/EMTDC對(duì)靈活接地方式的單相接地的故障

49、的數(shù)值分析計(jì)算，關(guān)聯(lián)的中性點(diǎn)接地的電阻的合理的阻值，驗(yàn)證出這種方法是可行的。</p><p>　　2 20kV配電網(wǎng)的模型和中性點(diǎn)接地的方式的概述</p><p><b>　　2.1 電網(wǎng)的參數(shù)</b></p><p>　　（1）主變壓器的參數(shù)和聯(lián)結(jié)的組別</p><p>　　每臺(tái)主變壓器的容量大體上是100MVA，變比

50、是110/20，它的空載損耗為70kw，它的短路損耗為340kw。110/20的主變壓器的組別用的是Y0y0，把鐵心柱上增添三角形的繞組，這樣就會(huì)給三次諧波的電流開(kāi)通道路。</p><p><b>　?。?）線(xiàn)路的參數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)配電電網(wǎng)不同的結(jié)構(gòu)對(duì)中性點(diǎn)接地方式的影響，我們進(jìn)而設(shè)計(jì)了5種20kV的配電網(wǎng)，這些配電網(wǎng)都是不同結(jié)構(gòu)的。與此同時(shí)架空線(xiàn)

51、的比例和電纜線(xiàn)的比例不相同，他們代表了不同地區(qū)，不同等級(jí)市區(qū)和郊區(qū)的配電網(wǎng)。</p><p><b>　?。?）線(xiàn)路的負(fù)荷</b></p><p>　　為了把模型包含的以電纜出線(xiàn)為主的負(fù)荷密度也比較高的城市的電網(wǎng)過(guò)渡成為主要以架空出線(xiàn)為主的負(fù)荷密度也比較低的農(nóng)村的電網(wǎng)，負(fù)荷也都采用了這種。負(fù)荷1從到5，對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)從1到5的20kV配電網(wǎng)線(xiàn)路的末端的負(fù)荷。</p&

52、gt;<p>　　2.2 20kV配電網(wǎng)的電容電流的計(jì)算問(wèn)題</p><p>　　把電容電流作為確定20kV配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地的方式的依據(jù)。電容電流大體上包含有電氣連接的架空線(xiàn)路、電纜線(xiàn)路和發(fā)電機(jī)變壓器等多種元件的電容的電流，于此同時(shí)我們考慮大約5到10年的發(fā)展。配電網(wǎng)的電容電流會(huì)受到多種因素干擾，這就需要專(zhuān)門(mén)的儀器才能對(duì)其進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的測(cè)量，從而得到專(zhuān)業(yè)的精確度數(shù)值。大多數(shù)情況下，電容電流可以按照精確

53、的計(jì)算公式或者經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算。對(duì)系統(tǒng)的電流電容進(jìn)行計(jì)算這樣才能對(duì)中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行合理地選擇。</p><p>　　2.3 20kV配電網(wǎng)的不同的線(xiàn)路類(lèi)型中性點(diǎn)的接地方式的選擇</p><p>　　能確定20kV的配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式的依據(jù)是電容電流。我們將通過(guò)變電站的出線(xiàn)的種類(lèi)可以分為三種類(lèi)型，它們分別是純架空線(xiàn)路、純電纜線(xiàn)路和混合線(xiàn)路。根據(jù)不同線(xiàn)路類(lèi)型可以選擇不同的中性點(diǎn)的接地方

54、式，因?yàn)椴煌木€(xiàn)路類(lèi)型的配電網(wǎng)各有不同。在本文中，依DL/T620-1997的《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》中規(guī)定和實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為對(duì)于20kV的中壓配電網(wǎng)的性質(zhì)來(lái)說(shuō)，假如系統(tǒng)的電容電流小于10A，那么就可以采用中性點(diǎn)不接地這一方式。倘若電容電流大于10安培小于150安培，基本上用的是消弧線(xiàn)圈接地的方式。倘若電容的電流大于150安培，那么就應(yīng)該采用小中電阻的接地的方式。</p><p>　　圖2-

55、3變電站20kV純電纜出線(xiàn)的電容電流隨電纜總長(zhǎng)度的變化曲線(xiàn)</p><p>　　表2-4變電站20kV純電纜出現(xiàn)的電容電流與中性點(diǎn)接地方式選擇</p><p><b>　　2.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　變電站20kV側(cè)的中性點(diǎn)接地的方式和中壓配電電網(wǎng)的架設(shè)類(lèi)型以及供電區(qū)域的接地方式也有很大的關(guān)系，主要技術(shù)可以參考如下：</

56、p><p>　?。?）對(duì)于20kV加中壓的配電電網(wǎng)來(lái)說(shuō)假如系統(tǒng)的電容電流小于10安培，那么就可以采用這種中性點(diǎn)不接地的方式。倘若電容的電流大于10安培而小于150安培，那么就一般應(yīng)該采用的是消弧線(xiàn)圈接地的方式。倘若電容的電流大于150安培，我們就一般會(huì)采用小中電阻接地的方式，這就比較適用于轉(zhuǎn)供能力良好的，并且選用比較低絕緣水平的電纜的和開(kāi)關(guān)20kV的中壓的配電電網(wǎng)。</p><p>　　（2）

57、將10kV升壓為20kV的線(xiàn)路，不應(yīng)該用消弧線(xiàn)圈接地的這種方式，</p><p>　　而是要用消弧線(xiàn)圈并聯(lián)電阻的這種靈活的接地的方式，這樣不僅能保證設(shè)備的耐壓水平的基本要求，這樣也能保證供電的安全性和供電的連續(xù)性。</p><p>　?。?）據(jù)電容電流的不同，各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇方法的不同，具體的方法如上文。</p><p>　　3 配電網(wǎng)的中性

58、點(diǎn)的電阻的接地的方式的相關(guān)的理論</p><p>　　相同的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)要比結(jié)構(gòu)不同的配電網(wǎng)的電容電流大很多的，比如電纜線(xiàn)路中比例比較高的新興工業(yè)園，那么電網(wǎng)規(guī)劃就具有良好的轉(zhuǎn)供能力，但是電容電流過(guò)大就會(huì)使消弧線(xiàn)圈的容量不足，造成不能有效的滅弧，如系統(tǒng)3、4、5。中性點(diǎn)經(jīng)中電阻的接地方式在這一類(lèi)20kV的配電網(wǎng)中就會(huì)具有比較好的運(yùn)行效果。</p><p>　　在6-20kV的配電網(wǎng)中，

59、按照傳統(tǒng)的分類(lèi)可將電阻分為高、中、小三種形式。高電阻大于500歐母，接地故障的電流小于10-15安培；中電阻100-500歐母，接地故障的電流大于15安培，小于700安培；小電阻小于10歐母，接地故障的電流大于700安培。</p><p>　　3.1 單相接地故障問(wèn)題</p><p>　　中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)中小電阻的接地的系統(tǒng)中，系統(tǒng)如果發(fā)生了單相的接地故障，將會(huì)有比較大的電流流過(guò)中性點(diǎn)的電阻器，

60、這樣會(huì)導(dǎo)致在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生許多巨大的熱量，中性點(diǎn)的電阻器必須要能夠承受了該熱量之后所能導(dǎo)致的溫度升。比方說(shuō)鑄鐵材料的最高的溫升為340℃，不銹鋼材料的最高的溫升有時(shí)候能達(dá)到760℃。在通流時(shí)間一定的情況下，中性點(diǎn)的電阻的功率越大，那么電阻器的吸收的熱量也就會(huì)越多，在這種情況下，對(duì)于那些材料一定的電阻器，為了滿(mǎn)足動(dòng)熱穩(wěn)定性的基本要求它的體積就應(yīng)該增加，這樣不但會(huì)使得中性點(diǎn)的電阻器的制造的成本大大提升，而且也會(huì)給中性點(diǎn)的電阻在系統(tǒng)中的安裝帶來(lái)

61、許多不必要的麻煩。因而，無(wú)論是從中性點(diǎn)的電阻的制造的成本來(lái)考慮，還是從安裝角度來(lái)考慮都要求電阻具有比較小的熱容量，也就是比較小的功率。當(dāng)然，中性點(diǎn)的電阻器所吸收的熱量還與它的通流時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，中小電阻的額定的通流時(shí)間其實(shí)是取決于繼電保護(hù)的整定時(shí)間的，我們會(huì)在中小型的電阻的技術(shù)參數(shù)里面給予闡述。</p><p><b>　　3.2 通信的干擾</b></p><p>　

62、　城市的配電網(wǎng)給通信系統(tǒng)造成的影響主要體現(xiàn)三個(gè)方面的磁場(chǎng)的影響、電場(chǎng)的影響和直接傳導(dǎo)的影響，這些影響如果按照性質(zhì)又可以分為危險(xiǎn)影響和干擾影響等。一般情況下，對(duì)于那些和中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)中小型電阻的接地的配電的系統(tǒng)，配電的線(xiàn)路給通信系統(tǒng)造成的影響在發(fā)生單相接地的故障時(shí)是最嚴(yán)重的，并且在單相接地的故障時(shí)配電線(xiàn)路給通信系統(tǒng)造成的影響主要體現(xiàn)在磁場(chǎng)的影響和直接傳導(dǎo)的影響這倆個(gè)方面，而且這些影響主要就取決于接地故障的電流大小，因此各個(gè)國(guó)家在考慮這種類(lèi)型配

63、電網(wǎng)與通信線(xiàn)路的電磁的兼容問(wèn)題的時(shí)候，都有必要限制單相接地的故障電流值應(yīng)該在其允許的范圍內(nèi)。</p><p>　　目前來(lái)看，我們國(guó)家20kV的配電系統(tǒng)給通信線(xiàn)路造成的影響到現(xiàn)在為止還沒(méi)有頒布正式標(biāo)準(zhǔn)。如果需要比較精確的考慮配電網(wǎng)給通信線(xiàn)路造成的影響，那么就必須作具體的計(jì)算和分析，并且進(jìn)行實(shí)地的測(cè)量，這樣的工作量是比較大的。本文對(duì)此不會(huì)去作具體的測(cè)量和計(jì)算，而是會(huì)根據(jù)國(guó)內(nèi)國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)提出一個(gè)可靠的參考數(shù)值。</

64、p><p>　　由于日本的國(guó)土面積太小，通信的線(xiàn)路和配電的線(xiàn)路之間的距離靠近的幾率是比較大的，所以選擇這種中性點(diǎn)接地的電阻阻值的時(shí)候，就應(yīng)該注意它對(duì)通信線(xiàn)路造成的干擾，所以一般就會(huì)采用高電阻接地的方式，對(duì)于22kV和154kV之間的架空線(xiàn)路接地故障的電流限制在100安培和200安培之間，對(duì)于22kV到77kV的電纜線(xiàn)的接地故障的電流限制在400安培和800安培之間，對(duì)通信線(xiàn)路所造成的干擾影響可以忽略不計(jì)。</p

65、><p>　　上海市做了配電系統(tǒng)給通信線(xiàn)路造成的干擾試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明上海地區(qū)的配電網(wǎng)單相接地的故障電流應(yīng)該限制在1kA，這樣就能夠保證干擾所造成的影響在允許的范圍之內(nèi)了。廣州市的小電阻接地的系統(tǒng)也是一樣。在北京市的蘇州工業(yè)園區(qū)也應(yīng)該按1.5kA來(lái)考慮。于此同時(shí)，北京和廣州10kV的配電網(wǎng)的中性點(diǎn)的電阻的電流限制應(yīng)該按照600安培來(lái)考慮，在實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中給通信線(xiàn)所造成的干擾的問(wèn)題也不是很大。國(guó)內(nèi)國(guó)外的試驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)在有

66、的運(yùn)的行經(jīng)驗(yàn)都表明，接地故障的電流不應(yīng)該超過(guò)1kA，基本上不會(huì)給通信線(xiàn)路造成干擾；如果接地故障的電流越小，那么其對(duì)通信造成的干擾也就會(huì)越小。</p><p>　　3.3 接地電阻的選擇原則</p><p>　　對(duì)于配電系統(tǒng)而言，工頻電壓的升高本身不會(huì)給系統(tǒng)中正常絕緣的電氣設(shè)備造成影響。中性點(diǎn)的阻性接地的系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候，保護(hù)裝置就可一比較快速的切除故障的線(xiàn)路，考慮到輸變電設(shè)備絕緣水平的影

67、響，依據(jù)DL/T620-1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓與絕緣配合》中的規(guī)定，工頻的過(guò)電壓值不應(yīng)該大于1.73p.u，并且越小越好。就20kV配電網(wǎng)的中性點(diǎn)阻值的選取來(lái)說(shuō)，按照現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該把健全相工頻的過(guò)電壓控制在1.73p.u以?xún)?nèi)。</p><p>　　除了要健全相電壓以外，中性點(diǎn)的電壓是本文重要的另外的一個(gè)方面，這將直接關(guān)系到變壓器的中性點(diǎn)的絕緣問(wèn)題和保護(hù)問(wèn)題。在中性點(diǎn)不接地或者是中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)消弧線(xiàn)圈的接地系

68、統(tǒng)中，變壓器的中性點(diǎn)通常都采用的是全絕緣；但是在中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)電阻的接地系統(tǒng)中，變壓器的中性點(diǎn)的絕緣水平直到現(xiàn)在以現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)中也沒(méi)有明確的規(guī)定，要不要絕緣分級(jí)需要進(jìn)一步的考慮和計(jì)算。</p><p>　　3.3.1 間歇性電弧接地的過(guò)電壓限制取值</p><p>　　依據(jù)DL/T620-1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)與絕緣配合》的規(guī)定，66kV及以下的系統(tǒng)在發(fā)生單相的間歇性的電弧接地故障的

69、時(shí)候，可以產(chǎn)生過(guò)電壓，并且過(guò)電壓的高低隨著接地方式的不同而有所差異，就中性點(diǎn)阻性接地而言，一般情況下的電壓不會(huì)超過(guò)2.5p.u。我們根據(jù)這個(gè)原則，對(duì)20kV的配電網(wǎng)的中性點(diǎn)阻值選取的時(shí)候，應(yīng)該將間歇性電弧接地的過(guò)電壓限制取值為2.5p.u。</p><p>　　3.3.2 繼電保護(hù)的整定</p><p>　　在交流電氣的裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)中小電阻接地的系統(tǒng)為

70、了獲得快速的選擇性的繼電保護(hù)時(shí)所需要的足夠的電流，基本上采用接地故障的電流為100安培和1000安培之間。文獻(xiàn)認(rèn)為，當(dāng)接地的電流大于400-600安培時(shí)，接地的電弧就能夠穩(wěn)定的燃燒，并且不會(huì)因?yàn)殚g歇性的熄滅而引起間歇性電弧的過(guò)電壓，這樣還有利于繼電保護(hù)的比較正確的動(dòng)作。</p><p>　　當(dāng)繼電保護(hù)時(shí)，比較靈敏的繼電器一般會(huì)在0.4-0.6安培下就可以動(dòng)作，比較一般的電流互感器的變比范圍基本上是200/5-40

71、0/5之間?？紤]到1.2-1.3的保證系數(shù)，因此只要接地的故障電流大于62.5安培，那么基本上就可以滿(mǎn)足繼電器的選型的要求。當(dāng)然接地故障的電流在保證了繼電器比較可靠的動(dòng)作的基礎(chǔ)之上，還需要讓零序電流保護(hù)具有更加足夠的靈敏度。因此我們從繼電保護(hù)方面來(lái)考慮，單相接地的故障電流就能夠取比較大的數(shù)值會(huì)更加有，所以在小阻值的選取時(shí)要充分的加以考慮。</p><p>　　所以本文建議，在20kV的配電網(wǎng)中，小電阻接地方式情況

72、下，接地的電流大于400安培，這樣有利于繼電保護(hù)的整定，并且不會(huì)引起間歇性電弧過(guò)電壓。</p><p>　　3.3.3 通信的干擾</p><p>　　在城市中的配電網(wǎng)給通信系統(tǒng)造成的影響主要可以從三個(gè)方面考慮，分別是磁場(chǎng)的影響、電場(chǎng)的影響以及直接傳導(dǎo)的影響，并且這些影響如果按性質(zhì)劃分，又可以分為危險(xiǎn)的影響以及干擾的影響。一般情況下，對(duì)于那些和中性點(diǎn)經(jīng)中小型電阻接地的配電系統(tǒng)，配電線(xiàn)路給通

73、信系統(tǒng)所造成的影響當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)是最嚴(yán)重的，而且在單相接地故障的時(shí)候，配電線(xiàn)路給通信系統(tǒng)所造成的影響主要體現(xiàn)在磁場(chǎng)的影響或者是直接傳導(dǎo)的影響，然而決定這些影響的主要是接地故障的電流的大小，所以各個(gè)國(guó)家在考慮這類(lèi)配電網(wǎng)和通信線(xiàn)路的電磁的兼容問(wèn)題的時(shí)候，就必須需要限制單相接地的故障電流的數(shù)值應(yīng)該在被允許的范圍之內(nèi)。</p><p>　　目前來(lái)看，我們國(guó)家的20kV的配電系統(tǒng)給通信線(xiàn)路所造成的影響到現(xiàn)在還沒(méi)有頒布

74、正式的標(biāo)準(zhǔn)</p><p><b>　　3.4本章小結(jié)</b></p><p>　　這一章基于PSCAD/EMTDC，對(duì)于電阻阻值的選取進(jìn)行了合理的數(shù)值分析計(jì)算，并且對(duì)20kV配電系統(tǒng)中中性點(diǎn)經(jīng)一中電阻在接地條件下的繼電保護(hù)的特性加以研究，在此基礎(chǔ)上提出了一些可靠參考意見(jiàn)。</p><p>　?。?）這一章考慮了系統(tǒng)對(duì)電容電流的影響，綜合了各地

75、的配電網(wǎng)的運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，并且考慮了很多種約束的條件從而進(jìn)行了配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地中電阻的阻值的選取，當(dāng)選取的約束為系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)，那么健全相工頻的電壓應(yīng)該升高不超過(guò)1.732p.u，而且接地故障的電流應(yīng)該在0.4kA和0.7kA之間，其中中性點(diǎn)的電阻電流應(yīng)當(dāng)限制0.6kA以下。</p><p>　?。?）根據(jù)在選取的原則下，對(duì)于系統(tǒng)1、2、3在分別考慮了它的最大對(duì)地電容電流對(duì)應(yīng)的取值為190A，263A，3

76、36A可選取中性點(diǎn)電阻的取值范圍分別是20歐母到28歐母，19歐母到22歐母，17歐母。如果考慮偏差的話(huà)，系統(tǒng)3、4、5的阻值選取分別可以修正為22.5歐母到25.2歐母，20歐母到21歐母，17歐母。</p><p>　　如果從過(guò)電壓和繼電保護(hù)這倆方面來(lái)進(jìn)行考慮，中電阻的阻值越小就越有好處；倘若從中電阻自身的熱容量這方面來(lái)考慮，那么中電阻的阻值越大就越有利。所以對(duì)于系統(tǒng)3、4、5這三個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，就應(yīng)該因地制宜，

77、就應(yīng)該在合適的阻值范圍里面確定那個(gè)最好的中性點(diǎn)接地的電阻的阻值。應(yīng)該引起注意的是，比較大的對(duì)地電容電流系統(tǒng)在選取的過(guò)程中對(duì)中性點(diǎn)電阻的阻值要求更加的嚴(yán)格，也就是說(shuō)適合的Rn的范圍很小，在進(jìn)行選擇的時(shí)候就需要更加慎重一些。對(duì)于20kV的配電網(wǎng)，其中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)電阻的接地系統(tǒng)，電阻的阻值一般應(yīng)該選取15歐母到30歐母。</p><p>　?。?）通常在20kV的架空線(xiàn)路中一般采取中途來(lái)附加自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)的措施，這樣可以擴(kuò)大

78、短路保護(hù)的保護(hù)區(qū)域，也可以使之與10kV的原系統(tǒng)做同等程度的整定，這種方法比較適用于那些長(zhǎng)距離的架空配電線(xiàn)路的系統(tǒng)。但是需要特別引起注意的是，因?yàn)?0kV的電纜網(wǎng)包括一部分的混合網(wǎng)，其線(xiàn)路的充電電流比較大，中性點(diǎn)運(yùn)行方式跟10kV的相比有些不一樣，這樣導(dǎo)致零序保護(hù)的定值需要在進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　4 靈活的接地方式在20kV配電網(wǎng)中的延伸及應(yīng)用</p><p>　　配電網(wǎng)的電壓升

79、到20kV并不是將10kV的配電電壓進(jìn)行否定，而是在10kV的配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上更加的完善，從而更加合理的利用資源，從而更大程度上節(jié)省升高電壓的成本。在升高電壓的改造過(guò)程中，一部分設(shè)備的設(shè)施比如架空線(xiàn)路和一部分電纜線(xiàn)路，可以直接進(jìn)行電壓的升壓，但是這倆個(gè)部分的電壓升壓后，原來(lái)設(shè)備的耐壓水平就會(huì)滿(mǎn)足不了20kV的配電網(wǎng)的要求。趟若用的是傳統(tǒng)的不接地或者是消弧線(xiàn)圈接地的方式，就肯定會(huì)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行的安全造成隱患，并且會(huì)產(chǎn)生單相接地的故障下系統(tǒng)選線(xiàn)

80、很困難等眾多問(wèn)題。如果采用傳統(tǒng)的低電阻接地的方式，那么單相接地故障線(xiàn)路頻頻跳閘的問(wèn)題就難以解決。并且普通的10kV配電網(wǎng)的轉(zhuǎn)供能力比較弱，將對(duì)供電的連續(xù)性造成比較大的影響。由此，采用消弧線(xiàn)圈并聯(lián)電阻的比較靈活的接地方式將會(huì)是解決問(wèn)題的一個(gè)重要的措施。</p><p>　　圖4-1 消弧線(xiàn)圈并聯(lián)電阻接地方式原理圖</p><p>　　4.1 20kV的配電網(wǎng)的中性點(diǎn)靈活接地方式基本構(gòu)成<

81、;/p><p>　　自動(dòng)調(diào)諧消弧線(xiàn)圈，接地的電阻器和控制器構(gòu)成了靈活接地方式下的中性點(diǎn)的設(shè)備。如果20kV側(cè)是三角形聯(lián)接，那么就還需要提供的是20kV系統(tǒng)的中性點(diǎn)的Z型接地的變壓器，用來(lái)測(cè)量中性點(diǎn)電流、電壓和線(xiàn)路電流這三個(gè)部分的互感器?；緲?gòu)成的方式如上圖所示?？刂破魍瓿蓪?duì)電流互感器和電壓互感器的測(cè)量分析，從而完成監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的電容電流和自動(dòng)調(diào)節(jié)消弧線(xiàn)圈的電感量以及自動(dòng)選擇有故障的線(xiàn)路等一系列功能。</p>

82、<p>　　4.2 20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)的靈活接地方式工作狀態(tài)</p><p>　　我們可以按照電網(wǎng)的正常的運(yùn)行，單相瞬時(shí)接地時(shí)的故障以及單相永遠(yuǎn)接地的故障分析工作的原理。</p><p>　?。?）電網(wǎng)的正常運(yùn)行</p><p>　　電網(wǎng)在正常的運(yùn)行時(shí)，消弧線(xiàn)圈處于過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)，并且離諧振點(diǎn)比較遠(yuǎn)。中性點(diǎn)的接地電阻退出運(yùn)行。</p><

83、;p>　?。?）瞬時(shí)接地時(shí)的故障</p><p>　　在發(fā)生單相接地時(shí)的故障并且零序的電壓超過(guò)了整定值，消弧線(xiàn)圈在控制器的調(diào)節(jié)下進(jìn)入過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)。</p><p>　?。?）永久性接地的故障</p><p>　　經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間延遲，零序的電壓超過(guò)了電壓的整定值，控制器認(rèn)定為永久性的接地故障，中性點(diǎn)接地的電阻投入后會(huì)延時(shí)退出。</p><p&g

84、t;　　4.2.1 穩(wěn)態(tài)分析</p><p>　?。?）電網(wǎng)在正常情況下的運(yùn)行</p><p>　　電網(wǎng)在正常條件下運(yùn)行的時(shí)候，那么中性點(diǎn)的電壓為零，消弧線(xiàn)圈中也沒(méi)有電流通過(guò)。這時(shí)候在相電壓的作用下，線(xiàn)路三相的導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地的電容就會(huì)處于一種正弦交流充電的狀態(tài)從而使零序電流為零。</p><p>　?。?）瞬時(shí)性接地時(shí)的故障</p><p>　　系

85、統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)零序的電壓會(huì)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的數(shù)值，我們第一步把它按瞬時(shí)性接地時(shí)的故障處理，此時(shí)的消弧線(xiàn)圈被調(diào)諧到過(guò)補(bǔ)償這一狀態(tài)。如圖4-2所示，實(shí)線(xiàn)的箭頭標(biāo)注的是容性電流，虛線(xiàn)箭頭標(biāo)注的是感性電流。</p><p>　　圖4-2 單相接地時(shí)電流電網(wǎng)分布</p><p>　　4.2.2 單相接地時(shí)電弧消滅的原理和分析</p><p>　　消弧線(xiàn)圈的脫諧度和弧隙恢復(fù)電壓之

86、間的關(guān)系消弧線(xiàn)圈可以使故障的慘流減小，從而電弧自己熄滅，給電弧的最終的熄滅提供了條件。下圖4-3就是消弧線(xiàn)圈的補(bǔ)償電網(wǎng)接地時(shí)的零序的等效電路。</p><p><b>　　圖4-3等效電路圖</b></p><p>　　4.3 單相接地故障時(shí)的故障點(diǎn)的定位的數(shù)值和分析</p><p>　　我們不能用那些常規(guī)的分支的比較方法來(lái)確定饋電線(xiàn)路的單相接

87、地的故障點(diǎn)。所以我們只能應(yīng)用故障的指示器來(lái)安裝處線(xiàn)路來(lái)完成了故障的定位。這一篇文章所采用的方法是，采用投入中性點(diǎn)的并聯(lián)接地的高阻Rn的前后，以指示器安裝處的零序電流的有功分量的增量來(lái)作為判定的依據(jù)，從而判斷故障指示器是不是處于故障的區(qū)間內(nèi)部。</p><p><b>　　4.4 文章的小結(jié)</b></p><p>　　這一章我們對(duì)20kV的配電網(wǎng)在中性點(diǎn)靈活接地條件下

88、的理論分析和數(shù)值計(jì)算，從而得出了如下的結(jié)論：</p><p>　?。?）當(dāng)單相接地的時(shí)候，將消弧的線(xiàn)圈調(diào)整為接近諧振點(diǎn)的運(yùn)行，于此同時(shí)也起到了減小故障點(diǎn)的殘流的作用以及減低故障的相電壓會(huì)迅速恢復(fù)速度這一作用，它對(duì)電弧的熄滅很有好處，并且能夠避免重燃。</p><p>　?。?）中性點(diǎn)接地電阻Rn可以為電荷的釋放提供道路，這很有利于限制弧光接地時(shí)候的過(guò)電壓。</p><p

89、>　?。?）消弧線(xiàn)圈在過(guò)補(bǔ)償?shù)姆绞竭\(yùn)行的時(shí)候發(fā)生了的單相接地時(shí)的故障，故障的線(xiàn)路和沒(méi)有發(fā)生故障的線(xiàn)路都會(huì)有流過(guò)超前的零序電壓零序無(wú)功的電流。</p><p><b>　　5 結(jié)論與展望</b></p><p><b>　　5.1 結(jié)論</b></p><p>　　這一文章對(duì)20kV的配電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式和有關(guān)繼電保

90、護(hù)的問(wèn)題，進(jìn)行了比較深入的研究和分析，我們從中得到了如下的結(jié)論：</p><p>　?。?）就中壓配電電網(wǎng)而言，如果此系統(tǒng)的電容電流小于10安培，那么就可以采用的是中性點(diǎn)不接地的方式。倘若電容電流大于10安培小于150安培，一般情況下會(huì)采用消弧線(xiàn)圈接地的這種方式。倘若電容電流大于150安培，那么就應(yīng)該采用中小型電阻接地的方式，這種方式對(duì)那些轉(zhuǎn)供能力比較好的并且絕緣水平較低的電纜以及20kV中壓配網(wǎng)大有好處。那種從

91、10kV電壓升壓為20kV的混合線(xiàn)路，一般不采取消弧線(xiàn)圈接地的這種方式，而是要采用消弧線(xiàn)圈并聯(lián)接地的方式，此種方式下既能滿(mǎn)足設(shè)備的耐壓水平的要求，也能保證瞬時(shí)故障下的安全性和連續(xù)性。</p><p>　　（2）對(duì)于這一文章所建立的模型，倘若是新建20kV配電網(wǎng)，系統(tǒng)1應(yīng)該用的是中性點(diǎn)不接地的方式運(yùn)行，系統(tǒng)2應(yīng)該用的是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈的接地方式，系統(tǒng)3應(yīng)該用的是中性點(diǎn)中電阻的接地這一方式。就系統(tǒng)1，2來(lái)說(shuō)，從10k

92、V到20kV的升壓改造的混合出線(xiàn)的配電網(wǎng)，我們一般采用的是靈活接地的方式。</p><p>　　對(duì)于系統(tǒng)3、4、5，考慮到它們最大的對(duì)地電容電流分別是190安培，263安培，336安培，中性點(diǎn)電阻的阻值可以選取的范圍分別是20到28歐母，19到22歐母，17歐母。倘若考慮到偏差的影響，系統(tǒng)3、4、5取值范圍分別可以修正為22.2到25.2歐母，20到21歐母，17歐母。就配電網(wǎng)的中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)電阻的接地系統(tǒng)，其電阻的

93、阻值一般會(huì)采取15到30歐母。</p><p>　　（3）在架空線(xiàn)路中附加自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)的措施，可以通過(guò)擴(kuò)大短路的保護(hù)區(qū)域，就會(huì)使它與10kV原來(lái)的系統(tǒng)做同樣的程度的整定，這種方法比較適合適長(zhǎng)那些距離的架空配電線(xiàn)路的系統(tǒng)。在中性點(diǎn)中電阻的接地系統(tǒng)里面，20kV的配電線(xiàn)路以及主變壓器側(cè)都應(yīng)該配置能夠反映接地故障的零序保護(hù)。</p><p><b>　　5.2 展望</b>

94、</p><p>　　（1）仿真實(shí)驗(yàn)是一個(gè)非常好的科學(xué)研究的開(kāi)發(fā)工具，但是我們不應(yīng)該把它作為實(shí)際應(yīng)用的依據(jù)，還應(yīng)該進(jìn)行測(cè)試和數(shù)值分析，在應(yīng)允的條件下與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。</p><p>　　（2）考慮到中性點(diǎn)的接地電阻的阻值能夠隨著系統(tǒng)的運(yùn)行方式、接地點(diǎn)以及故障類(lèi)型的不同而發(fā)生變化。</p><p>　?。?）這一篇文章主要分析計(jì)算了故障電流，零序電流以及弧光

95、接地過(guò)電壓等對(duì)20kV配電網(wǎng)的系統(tǒng)的影響，并且需要更加進(jìn)一步的計(jì)算。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 盛建科,陳喬夫,熊婭俐,張宇,賈正春. 基于磁通可控的新型自動(dòng)調(diào)諧消弧線(xiàn)圈[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào),2005,02:88-93.</p><p>　　[2] 穆大慶,尹項(xiàng)根,甘正寧. 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中單

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101、術(shù)協(xié)會(huì)、河南省人民政府,2008:4.</p><p>　　[16] 齊鄭. 小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線(xiàn)及定位技術(shù)的研究[D].華北電力大學(xué)（北京）,2005.</p><p>　　[17] 張慧芬. 配電網(wǎng)單相接地故障檢測(cè)技術(shù)研究[D].山東大學(xué),2006.</p><p><b>　　致 謝</b></p><

102、p>　　這篇論文的工作是在我的導(dǎo)師劉平導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的,他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)分析方法對(duì)我?guī)椭艽?，我受到深深的影響。劉老師?xì)心指導(dǎo)我完成了這篇論文的寫(xiě)作,無(wú)論是從學(xué)習(xí)上還是從生活上都帶給我很大的關(guān)心幫助，并且給予了很多的幫助，在此我衷心的感謝劉老師四年來(lái)對(duì)我的關(guān)心和悉心的指導(dǎo)。</p><p>　　四年的大學(xué)生涯即將結(jié)束，回想四年的大學(xué)生活，我的確收益很多。同學(xué)和老師也給了我很多的幫助和鼓舞，我對(duì)