風(fēng)電場(chǎng)接地變及其中性點(diǎn)接地電阻的改進(jìn)方案分析

風(fēng)電場(chǎng)接地變及其中性點(diǎn)接地電阻的改進(jìn)方案分析摘要：風(fēng)電場(chǎng)會(huì)使用大量的電纜，造成電流的聚集。一旦出現(xiàn)接地情況，所產(chǎn)生的弧光電壓會(huì)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備造成很大的損害。因此，我們要重視接地電阻的改進(jìn)。本文將進(jìn)行分析，以供參考。關(guān)鍵詞：風(fēng)電場(chǎng)；接地電阻；設(shè)計(jì)；優(yōu)化刖言當(dāng)前，風(fēng)電場(chǎng)為保證穩(wěn)定運(yùn)行，使用了大量的電線電纜。這就使得電纜中易產(chǎn)生電流聚集產(chǎn)生弧光電壓，對(duì)設(shè)備和人身安全造成危害。Z形接地變主系統(tǒng)為/△連接，因此35kV系統(tǒng)為不接地系統(tǒng)。接地變壓器接入系統(tǒng)的作用是人為地將接地點(diǎn)吸引到中性的不接地系統(tǒng)中，從而為系統(tǒng)中的接地故障提供零序路徑。接地變壓器的電源側(cè)配備了三相快速斷流和過(guò)流保護(hù)功能。它用作接地變壓器內(nèi)部相間故障的主要保護(hù)和備用保護(hù)。零序電流I級(jí)和零序電流II級(jí)保護(hù)安裝在接地變壓器的中性點(diǎn)。作為接地變壓器中單相接地故障的主要保護(hù)，并且作為系統(tǒng)每個(gè)組件的完整備用保護(hù)。當(dāng)前，在中國(guó)配置接地變壓器有三種方法。第一種是添加YNyn0公共配電變壓器，第二種是添加Ynd公共配電變壓器，第三種是使用ZN型接地變壓器。分析三種接地方式的接地變壓器特性。Z型連接變壓器更適合用作零序通量低，零序阻抗低且由于100%電容而導(dǎo)致的附加損耗低的接地變壓器。為何集電線路系統(tǒng)不能繼續(xù)采用中性點(diǎn)不接地3.1135kV電容電流大于10A時(shí)，如果仍采用中性點(diǎn)不接地會(huì)有嚴(yán)重后果如果風(fēng)電場(chǎng)中的電纜線很多，并且電容器電流超過(guò)10A，則電流收集系統(tǒng)仍使用中性點(diǎn)；如果未接地，則不能確保熄滅接地電弧，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。為了確保操作設(shè)備的安全，如果風(fēng)電場(chǎng)35kV集電線路的電容電流大于10A，則中性點(diǎn)通常應(yīng)使用低電阻或消弧線圈接地。3.2為何不采用消弧線圈接地，而選擇采用小電阻接地消弧線圈的接地缺點(diǎn)：在單相接地故障的情況下，消弧線圈的補(bǔ)償作用會(huì)導(dǎo)致故障電流值小，電弧不穩(wěn)定，電流選線裝置的靈敏度低甚至無(wú)法選擇行。消弧線圈的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償以線路頻率完成。如果使用電感器電流來(lái)消除電容器電流，則不能消除電弧接地的高頻分量，并且不能有效地限制電弧接地的過(guò)電壓。發(fā)生故障時(shí)，健康相的電壓超過(guò)相電壓的5倍，這要求設(shè)備具有較高的絕緣水平。當(dāng)電纜線發(fā)生故障時(shí)，這幾乎是永久性的故障。如果消弧線圈接地并且不跳閘，則具有接地故障的電網(wǎng)運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致兩相或三相接地短路故障。發(fā)展成為永久性的相間短路故障。它不能在補(bǔ)償不足的狀態(tài)下執(zhí)行，也不能在補(bǔ)償不足的狀態(tài)下執(zhí)行。當(dāng)進(jìn)行欠補(bǔ)償運(yùn)行時(shí)，一旦消除線路故障，就很容易發(fā)生嚴(yán)重的諧振過(guò)電壓，從而危及設(shè)備安全。在某些特殊情況下，線路的不對(duì)稱性很大，特別是如果線路發(fā)生單相或兩相斷開，則可能會(huì)在接地系統(tǒng)中引起串聯(lián)諧振，并危及設(shè)備的安全。隨著風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和電纜長(zhǎng)度的增加，對(duì)地的電容電流也增加，從而難以選擇消弧線圈的容量。小電阻接地的優(yōu)點(diǎn)：它可以改變接地電流的相位，減少弧光燈間歇性的接地過(guò)電壓。當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的穩(wěn)態(tài)電壓上升會(huì)略低于中性點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)電壓上升，該中性點(diǎn)未接地或通過(guò)消弧線圈接地。盡管較大的阻尼效應(yīng)消除了由于各種原因而可能發(fā)生的系統(tǒng)諧振過(guò)電壓，對(duì)于所有電纜線，大多數(shù)接地故障都是永久性故障，可以省略線路重合，而不會(huì)在運(yùn)行期間引起過(guò)電壓。在系統(tǒng)正常運(yùn)行期間，中性點(diǎn)電阻器可以抑制中性點(diǎn)位移電壓并降低中性點(diǎn)位移電壓。對(duì)于無(wú)間隙電涌放電器而言，這不僅有用，它不僅可以限制系統(tǒng)的過(guò)電壓電平，還可以減少雷電浪涌過(guò)電壓的電平。它可以提供足夠的電流和零序電壓，結(jié)合線路零序保護(hù)，可以精確定位故障線路。零序保護(hù)立即跳閘，迅速清除障礙物，防止事故蔓延，并減少系統(tǒng)影響。同時(shí)，通過(guò)在發(fā)生故障時(shí)及時(shí)斷開電源，可以減少發(fā)生人身安全事故的可能性。接地方式選擇及設(shè)備選擇計(jì)算4.1接地方式選擇原則如果需要在10A或更高的電流下進(jìn)行故障操作，請(qǐng)使用中性諧振接地方法。35kV風(fēng)電廠的集電系統(tǒng)主要由電纜線組成，單相接地電容器的電流較大時(shí)，可采用中性點(diǎn)低阻接地方式。變壓器的中性點(diǎn)電阻的電阻值應(yīng)選擇較大的值。4.2經(jīng)消弧線圈接地方式的相關(guān)計(jì)算公式（1） 補(bǔ)償容量選擇消弧線圈的補(bǔ)償容量，可按下式計(jì)算：式中：Q——補(bǔ)償容量（kVA）；K——系數(shù)，過(guò)補(bǔ)償取1.35；IC——單相接地電容電流（A）；UN——系統(tǒng)額定線電壓（V）。（2） 接地變?nèi)萘窟x擇1） 接地變不兼做站用變接地變壓器的設(shè)計(jì)容量必須是消弧線圈容量的1.1倍。地面變壓器設(shè)計(jì)容量：此處：S設(shè)計(jì)-地面變壓器設(shè)計(jì)容量（kVA）；電力變壓器可以選擇比S設(shè)計(jì)更大的最新標(biāo)準(zhǔn)容量。2） 接地變兼做站用變接地故障變壓器還用作變電站，接地故障變壓器的初級(jí)繞組的容量是消弧線圈的容量與電站電源的容量之和，次級(jí)繞組的容量是電站電源的容量。接地變壓器作為電站變壓器的設(shè)計(jì)能力：式中：S設(shè)計(jì)一一接地變壓器兼做站用變的設(shè)計(jì)容量（kVA）；S站一一站用變?nèi)萘浚╧VA）；*——站用變功率因數(shù)角（°）。接地變兼做站用變可選擇比S設(shè)計(jì)大的最近一檔的標(biāo)準(zhǔn)容量。優(yōu)化方案為了優(yōu)化接地保護(hù)裝置的接地電阻值，并使單相接地電流足夠大，以適應(yīng)繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，即同時(shí)滿足零序電流保護(hù)的選擇性和靈敏度，同時(shí)，為了防止繼電保護(hù)器意外跳閘，將零相保護(hù)設(shè)置得過(guò)高并不容易，并且如果非故障線路接地的容性電流發(fā)生變化，則保護(hù)器將正常運(yùn)行。5.1中性點(diǎn)電阻值選取采用中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方式時(shí)，要求流過(guò)中性點(diǎn)電阻的阻性電流值不小于容性電流值IR=（1~1.5）IC?將間歇性電弧接地期間的過(guò)電壓電平限制為相電壓的2.6倍（高壓電動(dòng)機(jī)和電源電纜可以承受的最大過(guò)電壓倍數(shù)）。研究表明，降低電阻值會(huì)增加接地電阻電流，并降低內(nèi)部過(guò)電壓。同時(shí)，單相接地故障電流必須大于線路電容器電流，才能使繼電保護(hù)裝置正常工作。5.2接地變壓器容量的校驗(yàn)家用接地變壓器一組接地變壓器的技術(shù)參數(shù)和銘牌僅標(biāo)識(shí)變壓器的連續(xù)運(yùn)行的額定容量和零序電抗。沒有標(biāo)記短期允許的過(guò)載能力。根據(jù)接地變壓器的額定電壓和短期流量，使用時(shí)間和短期允許電流等參數(shù)連續(xù)運(yùn)行，以將短期允許過(guò)載容量轉(zhuǎn)換為變壓器的額定容量并選擇實(shí)際項(xiàng)目。文獻(xiàn)列出了兩種用于連續(xù)運(yùn)行額定容量的接地變壓器短期允許的過(guò)載容量轉(zhuǎn)換。對(duì)算法結(jié)果和計(jì)算實(shí)例的分析表明，這兩種算法的計(jì)算結(jié)果基本相同，可用于現(xiàn)實(shí)生活中。根據(jù)以上分析，可以看出，只有接地設(shè)備電阻的電阻需要調(diào)整為55Q才能滿足工作要求。由于電阻器的芯片安裝結(jié)構(gòu)，僅一些電阻器需要拆除或短路。符合電阻值要求。6.結(jié)束語(yǔ)總之，要保證風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行安全，首先要做好接地點(diǎn)的電阻設(shè)計(jì)。通過(guò)實(shí)際情況，采取中性點(diǎn)電阻改進(jìn)措施，提高電阻接地安全，進(jìn)而保證風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行安全。參考文獻(xiàn)：曹小玲，蔣多暉.中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].華東電力，2019，41（11）：2205-2206.林峰，張?zhí)m英，呂庭欽，等.風(fēng)電場(chǎng)接地變及其中性點(diǎn)接地電阻的改進(jìn)方案分析[J].電網(wǎng)與清潔能源，2018，31（2）：126-129.張鎖魁.無(wú)功補(bǔ)償對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定