[發明專利]一種配電網中性點接地方式改造安全性分析方法

有效

• 申請號: 202110397403.4
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113341267B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 景中炤;王柳;張卓;田鳳蘭;徐銘銘;康少華;李景麗;劉旭賀;李輝
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司鄭州供電公司;國網河南省電力公司;鄭州大學;河南九域恩湃電力技術有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 鄭州金成知識產權事務所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭增欣

本發明公開了一種配電網中性點接地方式改造安全性分析方法，首先對中性點小電阻接地系統發生單相接地故障時的短路電流進行了分析；其次按聯絡開關分別在配變處和母線出線處，運用Matlab?Simulink搭建消弧線圈向小電阻接地系統進行負荷倒切的配變單相接地故障模型，仿真得到不同接地電阻下配變高壓側發生碰殼故障的配變故障入地電流、地電位升和流經人體電流；然后根據故障入地電流通過電磁場有限元分析模型仿真得到接地點地表電位分布，并分析接觸電壓、跨步電壓、流經人體電流和配變接地電阻的關系；最后根據所得結果給出安全性防護結論。本發明能夠有效抑制系統內部各種過電壓、避免出現接地故障擴大為短路故障、電弧不易熄滅等問題。

技術領域

本發明屬于電力領域，特別是涉及一種配電網中性點接地方式改造安全性分析方法。

背景技術

城市10kV配電網供電范圍廣、影響大，是電力系統重要的組成部分，對大型城市10kV配電網而言，中性點接地方式的選擇關乎電網的安全可靠運行。近些年來，城市配電網電纜線路數量快速增加導致線路電容電流激增，諧振接地方式因消弧線圈補償能力不足，無法更好適應于目前城市配電網的安全穩定運行，小電阻接地方式能有效抑制系統內部各種過電壓、避免出現接地故障擴大為短路故障、電弧不易熄滅等問題，將城市配電網接地方式改造為小電阻接地成為更好的選擇。10kV配電網采用中性點經小電阻接地系統在線路發生單相接地故障時，接地點附近可能存在危險的接觸電壓或跨步電壓，對人身安全構成威脅。我國部分城市10kV/380V配電變壓器采用高壓側外殼保護接地與低壓側工作接地共同接地方式，且在小電阻接地改造過程中存在消弧線圈接地系統向小電阻接地系統倒切負荷的情況，有必要考慮城市配電網架構對配電網小電阻接地方式下單相接地故障安全性進行分析研究。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種能夠有效抑制系統內部各種過電壓、避免出現接地故障擴大為短路故障、電弧不易熄滅等問題的一種配電網中性點接地方式改造安全性分析方法。

本發明為解決技術問題所采取的技術方案是：

一種配電網中性點接地方式改造安全性分析方法，包括以下步驟：

1)、對中性點小電阻接地系統發生單相接地故障時的短路電流進行分析：

①對中性點經小電阻接地方式單相接地故障時的電流分布圖進行化簡得到中性點經小電阻接地方式單相接地等效電路圖；

②根據電路圖和節點電壓原理，以大地和中性點為節點列寫節點電壓方程得：

式中：為中性點電壓，R為中性點電阻，為三相對稱電源， Rg為接地電阻，C為接地線路所在母線上的所有線路單相等值電容的總和

③因為單相接地故障不改變三相電源對稱運行狀態：

所以

④由上面兩式(1)和(2)計算出中性點電壓：

故障點的入地故障電流為：

2)、當聯絡開關分別在配變處和母線出線處時，運用MatlabSimulink搭建消弧線圈向小電阻接地系統進行負荷倒切的配變單相接地故障模型，仿真得到不同接地電阻下配變高壓側發生碰殼故障的配變故障入地電流、地電位升和流經人體電流：

①建立10kV配電網NES向NRS負荷倒切模型