风电场汇集线系统中性点接地方式的选择剖析

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1、风电场汇集线系统中性点接地方式的选择剖析摘要：伴随我国风电行业的深入发展，风电设备的规模也在不断扩大，与此同时风机脱网事故开始大面积出现。我国在2011年共计发生4起规模较大的风电机组脱网事故，而导致该类事故发生的原因都是汇集线路出现短路故障但故障后没有及时切除故障，最终引起数百大型风机发牛脱网事故，这些事故造成的直接电能损失达到100万kW。木文主要探析风电场汇集线系统中性点接地方式的选择，以为相关工作人员和研究人员的工作和研究提供有用的参考。关键词：风电场；汇集线系统；接地方式；选择风电场的配电网采

2、用中性点接地方式，该接地方式包括经小电阻接地、经消弧线圈接地和不接地三种。选择合理的风电场屮性接地方式是关乎其安全运行的重要问题，能够冇效避免大面积停机故障的发生，有效增强风电场日常运行的可靠性与安全性。1中性点接地方式运行特点1.1经小电阻接地方式该接地方式工作原理为：对系统发生故障位置输入阻性电流，确保接地故障电流性质变为阻容性。其主要优点有：将电容电压与电流间相位差角缩小，防止故障电流熄弧后发牛重燃现象。确保阻性电流具有较大值，避免重燃现象发牛。控制系统电压在相电压2.5倍内，并进一步优化继电保护

3、的灵敏性。电缆线路系统内，和线路零序保护相配合，能够有效判定故障线路并及时切除故障区域供电。英主要缺点有：短路故障发生后，保护设备将做即时切除故障动作，从而导致断电次数增加，导致供电具备可靠性降低；接地电流较大，导致故障点接地网地电位过高，对人身和设备安全造成危害。1.2经消弧线圈接地方式该接地方式乂称之为谐振接地方式。其主要优点有：确保供电具有持续性与可靠性；单相接地故障发生后,该系统能够继续运转2小时；消弧线圈补偿之后，接地电流在接地点只存在较小残余电流，通过消弱故障区域相电压复原速率来熄灭接地电弧

4、，该方式熄灭接地电弧有利于保护系统运行的稳定性；减小电网中绝缘闪络接地故障中产生电流建弧率，进而减小线路发生跳闸的几率；减小接地的工频电流同时控制地电位进一步提升，缩小接地与跨步两类电位差，尽可能消减低电压设备发生反击率。其主要缺点有：故障中健全相电压可达到3.2被电压，并对设备要求很高绝缘水平；系统出现单相接地故障，系统进行消弧线圈补偿，则导致故障中电流值偏小且电弧不稳定性提高，导致接地故障发生后出现选线困难；消弧线圈在工频下进行自动跟踪补偿，用电感电流和电容电流做抵消,其弧光接地产生的高频分量则不能

5、有效消除，因此该接地方式对弧光接地产生的过电压无效；电缆线路出现故障大部分是永久性故障，而谐振接地但不跳闸时，电网在接地故障下继续运行将发牛接地短路故障，且故障极易成为永久性相间短路故障；过补偿状态可运行，欠补偿状态无法运行;欠补偿状态中，线路故障做切除处理容易导致较大谐振过电压，容易对设备安全造成威胁；特殊情况中，线路将会发生较为严重的不对称，这种情况在线路岀现两相或单相断线问题时最为严重，容易导致串联谐振，进而对设备安全造成危害；风电场规模和电缆长度的不断提升，接地电容电流也随Z提升，容易造成风电场

6、电容电流超标，进而造成选择消弧线圈容量困境。1.3不接地方式英优点为：该接地方式下单相接地事故发生时，系统的对地电容中电流相对较小，其产生接地电弧通常可以自行熄灭，该供电方式具有较高的可靠性。该接地方式通过减小接地电流，对接触和跨步电压进行合理消减。其缺点为：间歇性弧光接地发生时，瞬间形成的过电压最高可为相电压的3.5倍，故必须要求电网具有很高的绝缘水平，而该类故障问题发生后定位较为困难，无法准确快捷的切断接地故障发生区域的线路。2风电场汇集线系统中性点接地方式的选择2.1系统接地方式风电场汇集线路中电

7、压等级通常是35RV,而35kv系统中单相接地故障电容电流低于10A,则做不接地处理；大于10A且带接地故障运行时，则选择经消弧线接地方式；6-35kV则是用电缆线路构建的送、配电系统，单相接地故障的电容电流值很大的选择低电阻接地方式，通常该接地方式的接地故障电流是100-1000Ao2.2汇集线系统中性点接地方式的选择风电场升压站中性点接地方式的选择要根据风电场自身特征，其主要考虑因素包括：供电可靠性、继电保护选择性与灵敏性、电气设备绝缘性能、汇集线路型式与故障特征。风电场是不同于常规配电系统的发电系

8、统，一旦发生长时间持续性故障，会造成风机大量脱网的重大事故，因此中性点经消弧线圈接地或不接地系统无法带故障长期运行，必须对故障区域电网做即时切除处理。风电场选址通常超过海拔2500m,部分风电场海拔甚至超过海拔3500m,其自然气候条件较为恶劣。电力电缆集电线路可在恶劣气候环境中确保送电安全性，己在高海拔风电场中广泛应用。电缆线路电容电流很大，一旦岀现故障往往成为永久性故障。高海拔区域电气设备外绝缘性能会因环境因素影响而下降，当电气设备外绝