一种中压配电网中性点接地方式选择方法
【专利摘要】本发明公开了一种中压配电网中性点接地方式选择方法，本方法针对不同中性点接地方式对中压配电网影响的区别，利用配电网线路故障跳闸概率的定量计算实现不同中性点接地方式下配电网可靠性的评估与比较，将不同中性点接地方式下配电网的可靠性评价与运行成本分析相结合，通过计算不同中性点接地方式下配电网的全寿命周期成本并综合可靠性因素来选择最优的配电网中性点接地方式，可满足中压配电网设计、改造的工程需求，提高电网安全性及运行维护效率。该方法能够在计及不同中性点接地方式对中压配电网可靠性和建设运行成本影响的基础上，决策出具有最优经济性的高可靠性中性点接地方式。
【专利说明】一种中压配电网中性点接地方式选择方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及中压配电网，特别涉及在中压配电网几种中性点接地方式中通过评估而确定一种较为理想的中性点接地方式，属于电力系统规划设计领域。
【背景技术】
[0002]电力系统的中性点接地是指发电机和变压器绕组的中性点与接地装置的电气连接。中压配电网中性点接地方式主要包括不接地、经消弧线圈接地以及经电阻接地。中性点不接地的系统是中性点非有效接地系统的一种，实际上可以视为经容抗接地的系统。该电容是由电网中的电缆、架空线路、电机、变压器等所有电气设备的对地耦合电容所组成。中性点经消弧线圈接地系统，也称为谐振接地系统。消弧线圈是一个具有铁芯的电感线圈，线圈电阻很小，电抗很大。根据消弧线圈中电感对接地电容电流的补偿程度不同，可以分为欠全补偿、欠补偿和过补偿三种补偿方式。中性点经电阻接地方式是一种新型的中压配电网中性点接地方式，是指配电网中至少有一个中性点与大地之间接入电阻。按限制接地故障电流大小的要求不同，中性点经电阻接地一般分为高阻接地方式和小电阻接地方式。
[0003]中压配电网的中性点接地方式与系统的供电可靠性、电力系统过电压与绝缘配合、继电保护、通讯信号系统的干扰、电气安全以及接地装置等有密切的关系。在发生故障时，中性点不接地系统的单相接地电流仅由系统对地电容所决定，多数情况下可以自动消除，不能消除者一般也不会引起线路跳闸，但是此时间歇性电弧可能导致弧光接地过电压，对设备绝缘水平要求较高。经消弧线圈接地系统，单相接地故障电流仅为补偿后很少的残余电流，对电弧的重燃有明显的抑制作用，可减少高幅电弧接地发生过电压的几率。但是，中性点经消弧线圈接地系统过电压倍数较高，设备造价提高，且在切合电缆线路时，电容电流变化较大，需要及时准确调节消弧线圈的脱谐度，操作麻烦。采用消弧线圈还使得故障线路选线难度大大增加，目前还无法对故障线路实现100%的准确故障选线，这也会严重影响正常供电的恢复。经小电阻接地能够有效抑制谐振过电压及弧光接地过电压，工频过电压较低，线路和设备的绝缘水平要求比经消弧线圈接地的绝缘水平低，单相接地故障的检出灵敏度高，费用较消弧线圈小，但也因接地故障电流大，使得电位上升较高，对人身设备安全不利，且保护迅速动作切除故障，会间断供电。
[0004]不同的中性点接地方式具有各自的优缺点，使得中压配电网中性点接地方式的选择需要综合考虑配电网的各种运行情况(包括正常运行情况和故障运行情况)，供电可靠性的要求，故障时的异常电压及异常电流对供电设备的影响，对通信设备的影响及危害，继电保护配置要求，绝缘配置，经济因素等。随着网架结构增强、电缆比率增加以及自动化程度的提高，中压配电网的中性点接地方式已呈现多元化发展趋势。但是，目前关于中压配电网的中性点接地问题的研究主要集中于中性点接地方式配套的安全防护措施方面。少量研究分析了中性点接地方式对中压配电网的影响，但是由于缺乏不同中性点接地方式下中压配电网经济性与可靠性的定量评价方法，所以使得中压配电网中性点接地方式的选择目前尚未形成成熟决策方法，严重制约电力系统规划设计的实施、阻碍中压配电网安全可靠性的提升。
【发明内容】
[0005]针对现有中压配电网中性点接地方式缺乏定量评价工具,难以综合决策的问题，本发明提供一种中压配电网中性点接地方式选择方法，通过本方法能够确定一种在经济性和可靠性上均较为理想的中压配电网中性点接地方式。
[0006]本发明实现上述目的的技术解决方案如下: [0007]一种中压配电网中性点接地方式选择方法，所述中性点接地方式包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地以及中性点经大电阻接地四种接地方式，其特征在于:按以下步骤进行，
[0008]I)不同中性点接地方式的中压配电网可靠性评估
[0009]1.1)分别计算不同中性点接地方式的中压配电网线路故障跳闸概率
[0010]1.1.1)中性点不接地的中压配电网线路故障跳闸概率计算
[0011]电缆线路或架空线路i故障的跳闸概率为
[0012]Pii=A η(1-δ) + λ (1-η) = λ- λ η δ (I)
[0013]电缆线路i故障时故障扩展使正常线路j跳闸的概率为:
[0014]Pij= λ η (1- δ ) (G^e2-G1G2) (2)
[0015]架空线路i故障时故障扩展使正常线路j跳闸的概率为:
[0016]Pij=A η (l-δ) ei (3)
[0017]考虑微机选线影响，先进行微机选线，微机选线失败后进行人工选线，经b次人工选线选中故障线路i和正常线路j使其跳闸的概率分别为:
[0018]FPii=Pii (4)
[0019]
[0020]1.1.2)中性点经消弧线圈接地的中压配电网线路故障跳闸概率计算
[0021]电缆线路或架空线路i故障的跳闸概率为:
[0022]Pii= λ η δ (I— α ) + λ η (1- δ ) + λ (1- η ) = λ (I— η δ α ) (6)
[0023]电缆线路i故障时故障扩展使正常线路j跳闸的概率为:
[0024]
[0025]架空线路i故障时故障扩展使正常线路j跳闸的概率为:
[0026]Pij=入 rI 3 (1-Ct)G1+λ(8)
[0027]考虑微机选线影响，先进行微机选线，微机选线失败后进行人工选线，经b次人工选线选中故障线路i和正常线路j使其跳闸的概率分别为:
[0028]FPii=Pii (9)
[0029][0030]1.1.3)中性点经小电阻接地的中压配电网线路故障跳闸概率计算
[0031]电缆线路或架空线路i故障的跳闸概率为:
[0032]Ρπ=λ η δ (1-β ) + λ η (1-δ ) (1-β ) + λ (1-η) = λ (1-η β )(11)
[0033]电缆线路或架空线路i故障时故障扩展使正常线路j跳闸的概率为:
[0034]Pij= λ η δ β + λ η(1_δ)β = λ ηβ(12)
[0035]1.1.4)中性点经高阻接地的中压配电网线路故障跳闸概率计算
[0036]电缆线路或架空线路i故障的跳闸概率为:
[0037]Pii= λ η δ (I— σ ) I— ζ + λ η (1- δ ) 1- ζ + λ (1- η ) = λ η δ σ (I— ζ ) + λ (I— ζ η )(13)
[0038]电缆线路i故障时故障扩展使正常线路j跳闸的概率为:
[0039]Pij= [ λ η δ (I—σ) + λ Π(1_δ)] ζ (一丄+一乞一一卢乞)(14)
[0040]架空线路i故障时故障扩展使正常线路j跳闸的概率为:
[0041]Pij=E λ η δ (1-σ ) +λ η (1-δ ) ] ζ 一丄(15)
[0042]考虑微机选线影响，先进行微机选线，微机选线失败后进行人工选线，经b次人工选线选中故障线路i和正常线路j使其跳闸的概率分别为:
[0043]FPii=Pii(16)
【权利要求】
1.一种中压配电网中性点接地方式选择方法，所述中性点接地方式包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地以及中性点经大电阻接地四种接地方式，其特征在于:按以下步骤进行， I)不同中性点接地方式的中压配电网可靠性评估 1.1)分别计算不同中性点接地方式的中压配电网线路故障跳闸概率 1.1.1)中性点不接地的中压配电网线路故障跳闸概率计算 电缆线路或架空线路i故障的跳闸概率为 Pii= λ η(1-δ) + λ (1-η) = λ- λ η δ (I) 电缆线路i故障时故障扩展使正常线路j跳闸的概率为:
Pij= λ η (1- δ ) (G^e2-G1G2) (2) 架空线路i故障时故障扩展使正常线路j跳闸的概率为:
Pij=入 Π (1- δ ) G1 (3) 考虑微机选线影响，先进行微机选线，微机选线失败后进行人工选线，经b次人工选线选中故障线路i和正常线路j使其跳闸的概率分别为:
2.根据权利要求1所述的中压配电网中性点接地方式选择方法，其特征在于:所述产电比c是指一个地区在一年内创造的产值与消耗的电量之比，即 C=GDPiZEC (32) 式中，GDP为区域当年用价格表示的国内生产总值；EC为区域一年的总用电量。
3.根据权利要求1所述的中压配电网中性点接地方式选择方法，其特征在于:中压配电网全寿命周期成本中的设备投入成本G包括初期固定的设备投资和运行中添加的设施投资，计算式为:
【文档编号】G06F19/00GK103632029SQ201310479218
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】肖鸣, 艾精文, 熊小伏, 肖健夫, 欧阳金鑫, 恭秀芬, 谢莹华, 李靖, 王若愚 申请人:深圳供电局有限公司, 重庆大学