時代嘉盈VA4中性點接地電阻柜在新能源電力系統(tǒng)中的智能應(yīng)用

國內(nèi)研發(fā)和定制中性點接地電阻柜的生產(chǎn)廠家數(shù)不勝數(shù)，北京時代嘉盈便是廠家之一。時代嘉盈憑借自身擁有長期安裝配套各類接地電阻箱的實踐經(jīng)驗，對中性點接地電阻柜在新能源電力系統(tǒng)中的智能應(yīng)用得出了一套方案。

電力系統(tǒng)中性點接地方式是一個很重要的綜合性問題，它不僅涉及到電網(wǎng)本身的安全可靠性、過電壓絕緣水平的選擇，而且對通訊干擾、人身安全有重要影響。在我國傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中， 其中110kV及以上電壓等級的電網(wǎng)就廣泛采用中性點直接接地的運行方式。這種接地的運行方式對線路的絕緣水平按相電壓的要求進行，能顯著降低線路投資。

在我國電力系統(tǒng)中，中性點接地電阻柜的方式主要有中性點不接地、直接接地、經(jīng)電阻接地和消弧線圈接地等幾種常見方式：

1、 中性點不接地系統(tǒng)——適用于3~60kV系統(tǒng)；

2、 中性點直接接地系統(tǒng)——適用于110kV以上，380V以下低壓系統(tǒng)。

3、 中性點經(jīng)電阻接地和消弧線圈接地系統(tǒng)——普遍應(yīng)用于3~60kV系統(tǒng)，可避免電弧過電壓的產(chǎn)生；

如果采用中性點不接地系統(tǒng)或中性點直接接地系統(tǒng)兩種方式，在應(yīng)用實踐中均存在不同的特點：

一、 中性點直接接地系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)缺點

電氣設(shè)備的對地絕緣可按相電壓設(shè)計，可大大降低高壓和超高壓設(shè)備及電網(wǎng)的造價。由于接地短路電流很大，易于實現(xiàn)有選擇性的接地保護，一旦發(fā)生單相接地，迅速將故障線路切除，系統(tǒng)非故障部分仍可正常運行。

同時，中性點直接接地系統(tǒng)應(yīng)用中也同時存在著一些缺點，例如：很大的單相接地短路電流將產(chǎn)生很強的磁場，附近的弱電線路（如通訊線路或鐵路信號線路等）上感應(yīng)出相當大的電勢，輕則引起噪音，妨害通訊，重則可能引起弱電設(shè)備的損壞，并危及通訊人員安全或引起鐵路信號的誤動作。一相接地時將產(chǎn)生很大的一相接地短路電流，任何部分發(fā)生一相接地時都必須將其切除，從而影響對用戶的供電。

二、中性點不接地系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)缺點

運行經(jīng)驗表明，架空送電線路的一相接地故障，大都（約為總數(shù)的70%）具有瞬時的性質(zhì)，在故障部分切除以后，接地處的絕緣可能迅速恢復(fù)，而送電線可以立即恢復(fù)工作。

在中性點直接接地的電網(wǎng)內(nèi)，裝設(shè)自動重合閘裝置。在系統(tǒng)一相接地線路切除后，立即自動重合，再試送一次，如為瞬時故障，送電即可恢復(fù)，用戶停電時間只有0.5s左右。這樣，就提高了供電可靠性，但對永久性故障還是必須把線路切除。

時代嘉盈在長期安裝配套各類接地電阻箱的實踐中，總結(jié)出在傳統(tǒng)的城市供電中，城市中心區(qū)需大量敷設(shè)電纜，單相接地電容電流增長較快，雖然裝了消弧線圈，由于電容電流較大，且運行方式經(jīng)常變化，消弧線圈調(diào)整困難，還由于使用了一部分絕緣水平低的電纜，為了降低過電壓水平，減少相間故障可能性，因此采用了中性點接地電阻箱經(jīng)電阻接地的方式。經(jīng)高電阻接地發(fā)生接地故障時報警不跳闡，保持供電連續(xù)性，由于電阻作用，也不產(chǎn)生間歇性接地電弧，過電壓不嚴重，但中性點偏移大，完好相對地電壓升高，但達不到線電壓數(shù)值，與氧化鋅避雷器不易配合。經(jīng)低電阻接地，接地電流大，動作于跳閘，避免了完好兩相對地電壓的升高，也不存在電弧性接地及過電壓的危害，但連續(xù)供電受到影響。值得注意的是，經(jīng)低電阻接地，不等于系統(tǒng)為低電阻接地，這要考慮接地極的接地電阻，若合計接地電阻不超過10歐或接地電流在100A以上，則符合低電阻接地。

同時，在光伏電站運行中，由于中性點不接地系統(tǒng)電壓不平衡現(xiàn)象，導(dǎo)致光伏電站在運行過程中產(chǎn)生的不良影響也越來越大，主要表現(xiàn)在：中央信號裝置報警，發(fā)出“母線接地”或“電壓回路斷線”的告警信號；發(fā)生線路接地時，絕緣檢查電壓呈現(xiàn)故障相電壓降低或為零，另兩相電壓升高，接近或等于線電壓。穩(wěn)定時電壓表指針無擺動，為金屬性接地。系統(tǒng)發(fā)生諧振，高頻諧振特征是三相電壓升高。單相接地時，故障點產(chǎn)生間歇性電弧，在一定條件下產(chǎn)生串聯(lián)諧振過電壓，其值可達線電壓的2.5~3倍。發(fā)生諧振時，電壓互感器聲響異常，并對系統(tǒng)絕緣造成危害。

由于當前各地發(fā)展已把電力放在各地能源發(fā)展的中心，視為國民經(jīng)濟的“先行官”、人民正常生產(chǎn)生活的必需品。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也隨之而來在各類地域廣泛分布，開發(fā)各種新能源電力也隨之越來越緊迫和迅速，其中，作為新能源典型代表的風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電新增裝機容量分別占總裝機的40%和30%，增幅非常明顯。而且此類新能源分布地域廣，尤其以風(fēng)力和光伏為代表的新能源電力系統(tǒng)的應(yīng)用對改善和保障持續(xù)優(yōu)質(zhì)的電能也提出了更高的要求。

時代嘉盈VA4系列中性點接地電阻柜針對風(fēng)力電站和光伏電站的區(qū)域和地理位置特點，提升和改善以往接地電阻柜的各項技術(shù)指標，研發(fā)和定制的產(chǎn)品符合新能源電力隨機波動性特點，由于電力難以大規(guī)模存儲的特點，因此電力生產(chǎn)和消費必須同步進行，相對于傳統(tǒng)火電、水電、核電、油/氣發(fā)電而言，發(fā)電單元一般具有良好的可調(diào)度性能。發(fā)電機組在一定的容量范圍內(nèi)可以按照電網(wǎng)調(diào)度AGC指令變更發(fā)電功率。同時，在發(fā)電裝機容量可滿足用戶最大負荷的前提下，對整個電力系統(tǒng)是可調(diào)可控的。

風(fēng)電、太陽能發(fā)電區(qū)別于傳統(tǒng)發(fā)電的一個重要特征在于它的隨機波動性，由于產(chǎn)生電力的一次能源來源于自然界空氣的流動與太陽光的輻射，不僅不可儲存，而且受到季節(jié)、氣候和時空的影響，具有非常強的隨機波動性和間歇性，因此，對于具有一定裝機容量的新能源發(fā)電單元來說，所需配套的發(fā)電機電阻柜也同樣需按其實際工況運行，首先取決于現(xiàn)時刻的風(fēng)力、太陽光強度的約束。當風(fēng)電、太陽能發(fā)電規(guī)模化接入電網(wǎng)后，電力系統(tǒng)就必須在隨機波動的發(fā)電側(cè)與隨機波動的負荷之間實現(xiàn)電力的供需平衡，保持電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。

長期以來，時代嘉盈依托華北電力大學(xué)“新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室”的獨特優(yōu)勢，圍繞新能源電力系統(tǒng)多元互補機制及協(xié)同調(diào)控理論方法，針對傳統(tǒng)的理論方法和技術(shù)不能解決新能源電力系統(tǒng)所面臨的問題，深入認知新能源電力系統(tǒng)的特性，創(chuàng)新理論方法與技術(shù)，在發(fā)展智能電網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，從系統(tǒng)的整體性特征出發(fā)，構(gòu)成基于電源響應(yīng)、電網(wǎng)響應(yīng)和需求側(cè)響應(yīng)為一體的新能源電力系統(tǒng)新裝備。

北京時代嘉盈科技公司產(chǎn)品主要服務(wù)于軍工、航天、鐵路、船舶、新能源汽車、電源、光伏、風(fēng)電、核電、電子等諸多行業(yè)。是一家自主研發(fā)與生產(chǎn)各類大功率負載和新型功率型器件的廠家，公司擁有PMI項目認證團隊和個性化定制開發(fā)服務(wù)經(jīng)驗，使產(chǎn)品和服務(wù)已成功應(yīng)用于中船重工、武漢航空儀表、沈陽中科院、福田汽車、陽光電源、景德鎮(zhèn)直升機等重大項目。