一種中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的確認(rèn)方法
【專(zhuān)利摘要】發(fā)明涉及一種中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的確認(rèn)方法，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：包括以下步驟：確定影響中性點(diǎn)接地方式的主要指標(biāo)和參考指標(biāo)，構(gòu)建中性點(diǎn)接地方式確定的權(quán)重系數(shù)體系和校核指標(biāo)參照系；利用權(quán)重系數(shù)體系計(jì)算出小電阻、消弧線圈和不接地的結(jié)果數(shù)值，將數(shù)值大的結(jié)果對(duì)應(yīng)的接地方式為初選的中性點(diǎn)接地方式；通過(guò)校核指標(biāo)參照系逐條對(duì)應(yīng)校核規(guī)則對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核，最終可確定最為合理的中性點(diǎn)接地方式。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，其充分考慮了各種影響因素，不僅能夠簡(jiǎn)便快捷地驗(yàn)算中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的合理性，又能夠保證定量計(jì)算結(jié)果的唯一性，避免了人工經(jīng)驗(yàn)選擇的隨意性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的確認(rèn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 發(fā)明屬于配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的確認(rèn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的合理確定對(duì)于城市電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有十分 重要的作用。隨著城市建設(shè)步伐的加快，城市框架不斷的拉大，用戶對(duì)電網(wǎng)供電可靠性要求 越來(lái)越高，特別是伴隨電力電纜在配電網(wǎng)絡(luò)中的廣泛應(yīng)用，中性點(diǎn)接地方式是否滿足當(dāng)前 及今后一段時(shí)間內(nèi)中壓配電系統(tǒng)的發(fā)展要求，是否可以避免配電網(wǎng)過(guò)電壓事故頻發(fā)的問(wèn)題 尤為突出。由于電網(wǎng)工程建設(shè)周期較長(zhǎng)，確定的中性點(diǎn)接地方式方案存在一定的滯后性，經(jīng) 常出現(xiàn)已投產(chǎn)系統(tǒng)電容電流已超過(guò)設(shè)計(jì)容量的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式確定原則 在校核及改造原有配網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式時(shí)，大多根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，沒(méi)有定量驗(yàn)算的 方法，對(duì)工程技術(shù)人員的技術(shù)水平和操作經(jīng)驗(yàn)要求較高，造成一定的隨意性。
[0003] 如果能找到一種定量分析的方法，在充分考慮區(qū)域特征的基礎(chǔ)上，快速判斷配網(wǎng) 中性點(diǎn)接地方式的適應(yīng)性。將可提高配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式管理水平，提高系統(tǒng)的安全運(yùn) 行績(jī)效，使效益投資比更高、運(yùn)行維護(hù)成本更低，對(duì)電網(wǎng)的發(fā)展有著實(shí)際的指導(dǎo)意義和重大 的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、快速準(zhǔn)確且運(yùn)維成 本低的中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的確認(rèn)方法。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的確認(rèn)方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟1、確定影響中性點(diǎn)接地方式的主要指標(biāo)和參考指標(biāo)，構(gòu)建中性點(diǎn)接地方式確 定的權(quán)重系數(shù)體系和校核指標(biāo)參照系；
[0008] 步驟2、利用權(quán)重系數(shù)體系計(jì)算出小電阻、消弧線圈和不接地的結(jié)果數(shù)值，將數(shù)值 大的結(jié)果對(duì)應(yīng)的接地方式為初選的中性點(diǎn)接地方式；
[0009] 步驟3、通過(guò)校核指標(biāo)參照系逐條對(duì)應(yīng)校核規(guī)則對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核，最終可確定 最為合理的中性點(diǎn)接地方式。
[0010] 所述步驟3后還包括同一變電站同一電壓等級(jí)的不同段母線中性點(diǎn)接地方式不一 致的處理步驟，其處理方法為:重點(diǎn)考慮電容電流大小來(lái)確定中性點(diǎn)接地方式;然后考慮與 被分析變電站相關(guān)聯(lián)的變電站情況。
[0011] 所述權(quán)重系數(shù)體系包括配電網(wǎng)所處區(qū)域類(lèi)型、出線類(lèi)型、電容電流大小、未來(lái)配網(wǎng) 及負(fù)荷發(fā)展情況，其權(quán)重指標(biāo)分別為40%、25%、25%、10%。
[0012] 所述區(qū)域類(lèi)型包括如下類(lèi)型：σ彡30、15彡〇〈30、6彡〇〈15、1彡〇〈6、0.1彡〇〈1和〇〈 〇. 1，其中，σ為供電區(qū)域的負(fù)荷密度。
[0013] 所述校核指標(biāo)參照系包括以下指標(biāo):單相接地故障選線準(zhǔn)確性、中性點(diǎn)接地設(shè)備 的安裝空間、對(duì)臨近通訊線路的干擾、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、供電可靠性要求及配電自動(dòng)化水平、電壓 等級(jí)及絕緣要求、跨步電壓和設(shè)備安全。。
[0014] 發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0015] 本發(fā)明通過(guò)構(gòu)建的權(quán)重系數(shù)體系并通過(guò)權(quán)重關(guān)系定量計(jì)算出被校核的配電系統(tǒng) 各種可能的中性點(diǎn)接地方式所占比重，得出直觀的比較結(jié)果，輔助以參考指標(biāo)進(jìn)行校核，充 分考慮了各種影響因素，不僅能夠簡(jiǎn)便快捷地驗(yàn)算中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的合理性， 又能夠保證定量計(jì)算結(jié)果的唯一性，避免了人工經(jīng)驗(yàn)選擇的隨意性。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述：
[0017] 本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想為:通過(guò)確定影響中性點(diǎn)接地方式的主要指標(biāo)和參考指標(biāo)，構(gòu) 建中性點(diǎn)接地方式確定的權(quán)重系數(shù)體系和校核指標(biāo)參照系;利用權(quán)重系數(shù)體系計(jì)算出小電 阻、消弧線圈和不接地的結(jié)果數(shù)值，數(shù)值大的結(jié)果對(duì)應(yīng)的接地方式為初選的中性點(diǎn)接地方 式;再通過(guò)校核指標(biāo)參照系對(duì)其計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核，最終確定最為合理的中性點(diǎn)接地方式。
[0018] 本發(fā)明提出的中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的確認(rèn)方法包括以下步驟：
[0019]步驟1、確定影響中性點(diǎn)接地方式的主要指標(biāo)和參考指標(biāo)，構(gòu)建中性點(diǎn)接地方式確 定的權(quán)重系數(shù)體系（如表1所示)和校核指標(biāo)參照系（如表2所示）。表1中的配電網(wǎng)所處區(qū)域 類(lèi)型是指按照表3規(guī)則確定的供電網(wǎng)區(qū)域類(lèi)型。
[0020]表1中性點(diǎn)接地方式確定的權(quán)重系數(shù)體系
[0022] 表2中性點(diǎn)接地方式確定的校核指標(biāo)參照系
[0023]
[0024]
[0025]表3供電分區(qū)劃分依據(jù)指標(biāo)表
[0026]
[0027]步驟2、利用表1計(jì)算出小電阻、消弧線圈和不接地的結(jié)果數(shù)值，將數(shù)值大的結(jié)果對(duì) 應(yīng)的接地方式為初選的中性點(diǎn)接地方式。
[0028]本步驟的計(jì)算方法如下：
[0029] (1)、搜集變電站待校驗(yàn)?zāi)妇€的相關(guān)信息。包括:變電站所屬區(qū)域類(lèi)型，母線出線中 電纜、架空裸導(dǎo)線和架空絕緣線的長(zhǎng)度或所占比例，單相接地故障電容電流大小，該母線未 來(lái)負(fù)荷發(fā)展情況。
[0030] (2)、利用搜集的數(shù)據(jù)計(jì)算按表3各指標(biāo)對(duì)中性點(diǎn)接地方式的影響因子。
[0031] ①假定配電網(wǎng)所處區(qū)域類(lèi)型為A，區(qū)域類(lèi)型指標(biāo)對(duì)中性點(diǎn)接地方式的影響因子K1 利用表1中A類(lèi)區(qū)域?qū)?yīng)的一列數(shù)據(jù)乘該指標(biāo)權(quán)重系數(shù)得到，具體計(jì)算方法如式(1)所示：
[0033]②假定出線類(lèi)型中電纜占50%，架空絕緣導(dǎo)線占30%，架空裸導(dǎo)線占20%。利用表 1中出線類(lèi)型一欄參數(shù)計(jì)算該指標(biāo)對(duì)中性點(diǎn)接地方式的影響因子，具體計(jì)算方法如式(2)所 示：
[0035]③假定單相接地故障電容電流為60A。
[0036]利用表1中電容電流大小一欄參數(shù)計(jì)算該指標(biāo)對(duì)中性點(diǎn)接地方式的影響因子，可 利用50-100A所對(duì)應(yīng)的一列數(shù)據(jù)乘該指標(biāo)權(quán)重系數(shù)得到，具體計(jì)算方法如式(3)所示：
[0038] ④假定該母線所帶負(fù)荷未來(lái)發(fā)展速度中等。
[0039] 利用表1中未來(lái)配電網(wǎng)及負(fù)荷發(fā)展情況一欄參數(shù)計(jì)算該指標(biāo)對(duì)中性點(diǎn)接地方式的 影響因子，可利用發(fā)展速度中等所對(duì)應(yīng)的一列數(shù)據(jù)乘該指標(biāo)權(quán)重系數(shù)得到，具體計(jì)算方法 如式(4)所示：
[0041 ]將ΚΙ、K2、K3和K4對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)相加得到各中性點(diǎn)接地方式總的結(jié)果值，如式(5)所示：
[0043] (3)、依據(jù)計(jì)算出的結(jié)果Κ值確定最合適的中性點(diǎn)接地方式。在Κ中第1個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)中 性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式的結(jié)果值，第2個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式的結(jié)果值，第3 個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)中性點(diǎn)不接地方式的結(jié)果值，在其中找出結(jié)果值值最大的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的中性點(diǎn)接地 方式即為合適的方式。以式(5)結(jié)果為例，在結(jié)果中第一個(gè)數(shù)據(jù)最大，應(yīng)選中性點(diǎn)經(jīng)小電阻 接地方式。
[0044] 步驟3、通過(guò)表2逐條對(duì)應(yīng)校核規(guī)則對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核，最終可確定最為合理的 中性點(diǎn)接地方式。
[0045] 步驟4、本方法進(jìn)行中性點(diǎn)接地方式的確定以一段母線為單位進(jìn)行分析計(jì)算，在實(shí) 際應(yīng)用中可能會(huì)出現(xiàn)同一變電站同一電壓等級(jí)的兩段(或多段)母線確定出的中性點(diǎn)接地 方式不一致的情況。針對(duì)這一問(wèn)題，可按如下方法對(duì)出現(xiàn)的兩種接地方式進(jìn)行統(tǒng)一，使得同 一變電站同一電壓等級(jí)的不同段母線中性點(diǎn)接地方式一致，方法為：
[0046] 首先，重點(diǎn)考慮電容電流大小來(lái)確定中性點(diǎn)接地方式。
[0047] 設(shè)同一變電站同一電壓等級(jí)的兩段母線為Α、Β，Α母線電容電流為6Α，Β母線電容電 流為30Α。假設(shè)按前述方法確定結(jié)果Α為中性點(diǎn)不接地，Β為經(jīng)消弧線圈接地，此種情況下因 Β 母線電容電流超過(guò)10A，不宜選用中性點(diǎn)不接地方式，因此應(yīng)將A母線改為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線 圈接地方式，使得兩段母線中性點(diǎn)接地方式一致。同理，若有一段母線電流超過(guò)100A，則兩 段母線的中性點(diǎn)接地方式都宜選擇經(jīng)小電阻接地方式。
[0048] 其次，應(yīng)考慮與被分析變電站相關(guān)聯(lián)的變電站情況。假設(shè)有如下情況發(fā)生：同一變 電站同一電壓等級(jí)兩段母線電容電流均在50-100A之間，確定出的中性點(diǎn)接地方式分別為 經(jīng)消弧線圈接地方式和經(jīng)小電阻接地方式，則此時(shí)應(yīng)考慮與該站相關(guān)聯(lián)的變電站的中性點(diǎn) 接地情況，再確定選擇其中的一種接地方式，保證兩段母線中性點(diǎn)接地方式的一致。
[0049] 下面結(jié)合一個(gè)實(shí)例，驗(yàn)證本發(fā)明的適用性。
[0050] 選取某變電站N進(jìn)行分析。該變電站N為110/35/10kV變電站，基本信息如下：35kV 兩段母線，電容電流分別為87A、90.7A，屬于C類(lèi)供電區(qū)域，兩段母線出線總長(zhǎng)度分別為： 29.696+4.244、24.661+3.724，（電纜+架空線，單位km)，近期負(fù)荷增長(zhǎng)較快。lOkV兩段母線， 電容電流分別為：55A、66A，屬于C類(lèi)供電區(qū)域，兩段母線出線：27.816+29.882、27.328+ 57.493，（電纜+架空線，單位km)，無(wú)負(fù)荷新增計(jì)劃。架空線均為裸導(dǎo)線。
[0051]首先對(duì)35kV第1段母線中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行確定。計(jì)算過(guò)程如下：
[0052]①供電區(qū)域類(lèi)型:C類(lèi)，該影響因素下的權(quán)重系數(shù)為：
[0053] 小電阻0.3X0.4 = 0.12
[0054] 消弧線圈0·5Χ0·4 = 0·2
[0055] 不接地0.2X0.4 = 0.08
[0056] ②線路類(lèi)型為混合線路，該影響因素下的權(quán)重系數(shù)為：
[0057] 混合線路：電纜29 · 696km，架空線4 · 244km
[0058] 小電阻= 0.1375
[0059] 消弧線圈=0.0563
[0060] 不接地= 0.0563
[0061] ③電容電流大小影響因素下的權(quán)重系數(shù)為：
[0062] 電容電流大小:87A(介于50A-100A之間）
[0063] 小電阻0.4X0.25 = 0.1
[0064] 消弧線圈0.5X0.25 = 0.125
[0065] 不接地0.1X0.25 = 0.025
[0066] ④未來(lái)配網(wǎng)及負(fù)荷發(fā)展情況影響因素下的權(quán)重系數(shù)為：
[0067] 未來(lái)配網(wǎng)及負(fù)荷發(fā)展情況:負(fù)荷增長(zhǎng)速度較快
[0068] 小電阻0.6X0.1=0.06
[0069] 消弧線圈0.3X0.1=0.03
[0070] 不接地0.1X0.1=0.01
[0071 ]⑤綜合考慮各主要指標(biāo)后的權(quán)重系數(shù)為：
[0072] 小電阻 0.12+0.1375+0.1+0.06 = 0.4175
[0073] 消弧線圈 0 · 2+0 · 0563+0 · 125+0 · 03 = 0 · 4113
[0074] 不接地 0 · 08+0 · 0563+0 · 025+0 · 01 =0 · 1713
[0075] 由此可以看出該段35kV母線中性點(diǎn)應(yīng)選經(jīng)小電阻接地方式。利用參考指標(biāo)校核無(wú) 問(wèn)題。目前該段母線的中性點(diǎn)接地方式為經(jīng)消弧線圈接地方式，需進(jìn)行改造。
[0076]同理，對(duì)35kV第2段母線及兩段10kV母線的中性點(diǎn)進(jìn)行分析，得出如下結(jié)果：
[0077] 35kV第2段母線:計(jì)算結(jié)果應(yīng)為中性點(diǎn)應(yīng)選經(jīng)小電阻接地方式。利用參考指標(biāo)校核 亦無(wú)問(wèn)題。目前該段母線的中性點(diǎn)接地方式為經(jīng)消弧線圈接地方式，需進(jìn)行改造。
[0078] 10kV兩段母線:計(jì)算結(jié)果均應(yīng)選擇中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，目前的中性點(diǎn)接 地方式為經(jīng)消弧線圈接地方式，適應(yīng)性良好。
[0079] 35kV兩段段母線目前電容電流已經(jīng)接近100A，且電纜出線多，負(fù)荷增長(zhǎng)快，中性點(diǎn) 接地方式已經(jīng)納入改造計(jì)劃，未來(lái)將改造為經(jīng)小電阻接地方式。
[0080] 3、應(yīng)用范圍說(shuō)明
[00811本方法可應(yīng)用于已運(yùn)行變電站10kV-35kV中壓配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式校核及設(shè) 計(jì)階段變電站中壓配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的確定。其中已運(yùn)行變電站所需數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí) 測(cè)或統(tǒng)計(jì)計(jì)算獲得;設(shè)計(jì)階段變電站所用數(shù)據(jù)需根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)的電網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算，如電容電 流的大小需根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)的出線長(zhǎng)度及出線類(lèi)型計(jì)算獲得，計(jì)算得到確定中性點(diǎn)方式需要 的數(shù)據(jù)后即可按前述方法進(jìn)行分析計(jì)算，最終確定合理的中性點(diǎn)接地方式。
[0082]需要強(qiáng)調(diào)的是，發(fā)明所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此發(fā)明包括并 不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)發(fā)明的技術(shù)方案得出的 其他實(shí)施方式，同樣屬于發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的確認(rèn)方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1、確定影響中性點(diǎn)接地方式的主要指標(biāo)和參考指標(biāo)，構(gòu)建中性點(diǎn)接地方式確定的 權(quán)重系數(shù)體系和校核指標(biāo)參照系； 步驟2、利用權(quán)重系數(shù)體系計(jì)算出小電阻、消弧線圈和不接地的結(jié)果數(shù)值，將數(shù)值大的 結(jié)果對(duì)應(yīng)的接地方式為初選的中性點(diǎn)接地方式； 步驟3、通過(guò)校核指標(biāo)參照系逐條對(duì)應(yīng)校核規(guī)則對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核，最終可確定最為 合理的中性點(diǎn)接地方式。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的確認(rèn)方法，其特征在于:所 述步驟3后還包括同一變電站同一電壓等級(jí)的不同段母線中性點(diǎn)接地方式不一致的處理步 驟，其處理方法為:重點(diǎn)考慮電容電流大小來(lái)確定中性點(diǎn)接地方式;然后考慮與被分析變電 站相關(guān)聯(lián)的變電站情況。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的確認(rèn)方法，其特征在 于:所述權(quán)重系數(shù)體系包括配電網(wǎng)所處區(qū)域類(lèi)型、出線類(lèi)型、電容電流大小、未來(lái)配網(wǎng)及負(fù) 荷發(fā)展情況，其權(quán)重指標(biāo)分別為40%、25%、25%、10%。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的確認(rèn)方法，其特征在于:所 述區(qū)域類(lèi)型包括如下類(lèi)型:〇彡30、15彡〇〈30、6彡〇〈15、1彡〇〈6、0.1彡〇〈1和〇〈0.1，其中，〇為 供電區(qū)域的負(fù)荷密度。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的確認(rèn)方法，其特征在 于:所述校核指標(biāo)參照系包括以下指標(biāo):單相接地故障選線準(zhǔn)確性、中性點(diǎn)接地設(shè)備的安裝 空間、對(duì)臨近通訊線路的干擾、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、供電可靠性要求及配電自動(dòng)化水平、電壓等級(jí)及 絕緣要求、跨步電壓和設(shè)備安全。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK106093682SQ201610497942
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】栗薇, 唐慶華, 郗曉光, 魏菊芳, 張春暉, 方瓊, 劉寶成, 付艷華
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)天津市電力公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司