山区35kV电网中性点新型运行方式研究

35kV电网是农村和城市近郊重要的电压等级电网,雷击跳闸率一直居高不下。由于其线路不需全线架设避雷线,绝缘子片数少(3～4片),三相不换位,杆塔接地电阻降低困难等原因,线路耐雷水平不高。同时线路走廊多处山区,地理条件恶劣,工程上经济上都难以提高线路耐雷水平。因此,降低线路雷击跳闸率切实可行的便是降低线路的建弧率,这就跟中性点运行方式密切相关。 已有的理论分析与运行经验表明,雷击跳闸事故大多是由雷击后单相闪络发展为相间闪络造成的,电网中性点经消弧线圈接地,可有效地消除单相接地电弧从而降低线路建弧率。因此,部颁标准DL/T 620—1997明确规定,当单相接地故障电容电流小于10A时中性点应采用不接地方式,而大于10A时应采用经消弧线圈接地方式。 然而,本文通过对重庆电力公司綦南供电局下属的麒麟坝变电站和北固变电站共三种运行方式的大量现场实测、计算和分析,发现由于线路三相对地电容不平衡,按正常失谐度整定消弧线圈档位后电网正常运行时三相电压严重不对称,虽可通过增大失谐度予以改善,但过大的失谐度使得雷击闪络后工频续流电弧难以自动熄灭,其结果就是线路雷击跳闸率高。同时研究表明,当变电站采用中性点绝缘运行方式时,三相电压较对称;若不考虑正常运行时电压平衡的要求,针对变电站具体的运行方式,一般可以找到合适的消弧线圈档位以满足补偿单相接地电流和降低故障相恢复电压初速度的要求。因此根据中性点不接地电网和感性接地电网发生单相接地故障可短时不停电的情况,本文提出一种适合于山区35kV电网的中性点运行方式,即在电网正常运行时采用中性点绝缘运行方式,而当线路发生单相接地故障后首先对故障类型进行判断,如果是间歇性电弧接地则快速投入已经离线整定好的消弧线圈,即采用中性点经消弧线圈接地运行方式。对于金属性永久接地则另行处理。接地故障消失后又及时退出消弧线圈恢复中性点绝缘运行方式。这样既保证了电网正常运行时三相电压的对称,又充分发挥了消弧线圈的消弧作用。 本文对这种中性点新型运行方式的暂态过程进行了大量数值模拟计算,得出了暂态过程中系统可能出现的最大过电压以及消弧线圈和投切装置在整个投切的暂态过程中可能承受的最大过电压和冲击电流。研究表明本文提出的中性点新型运行方式在消弧线圈投切引起的暂态过程中可能出现的过电压均在绝缘配合允许的范围(小于4p.u.)内,而流过消弧线圈的最大冲击电流只有32.79A,研究表明这在工程上实现消弧线圈的投切是可行的。同时,本文对单相接地故障类型的判断进行了初步的研究,提出了判据及其实现电路,仿真表明该判据及其实现电路是合理可行的,从而为新方式的实施奠定了必要的基础。总之,本文提出的中性点新型运行方式是可行的,对提高电网运行水平和降低线路雷击跳闸率极具学术价值和工程价值。