高阻接地對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響是什么?
高阻接地是指在電力系統(tǒng)中性點(diǎn)通過高阻值電阻進(jìn)行接地的一種方式,這種接地方式對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響具有兩面性,具體影響如下:
一、對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的積極影響
1.限制故障電流
高阻接地方式下,中性點(diǎn)接入的高阻值電阻會在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí),對故障電流起到顯著的限制作用。相較于不接地或消弧線圈接地系統(tǒng),故障電流通常被控制在較小的范圍內(nèi)(一般為幾安到幾十安)。
較小的故障電流使得系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時(shí),不會對設(shè)備造成嚴(yán)重的熱破壞和電動(dòng)力沖擊,降低了設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn),從而在一定程度上維持了系統(tǒng)中其他非故障部分的正常運(yùn)行,有利于保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2.降低過電壓水平
在不接地系統(tǒng)中,單相接地故障可能會引發(fā)弧光接地過電壓,這種過電壓可能達(dá)到相電壓的 3 倍左右,對系統(tǒng)的絕緣造成極大的威脅。而高阻接地通過電阻的阻尼作用,能夠有效抑制弧光接地過電壓的產(chǎn)生和發(fā)展。
此外,高阻接地還可以降低操作過電壓和暫態(tài)過電壓的幅值,減少過電壓對設(shè)備絕緣的損害,提高設(shè)備的運(yùn)行可靠性,進(jìn)而保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
3.提高系統(tǒng)的供電可靠性
由于高阻接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時(shí),故障電流較小,系統(tǒng)可以在故障狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間(一般為 1 - 2 小時(shí)),而無需立即跳閘停電。
這使得運(yùn)維人員有足夠的時(shí)間對故障進(jìn)行排查和處理,減少了停電次數(shù)和停電時(shí)間,提高了系統(tǒng)的供電可靠性,從而對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生積極影響。
4.便于故障定位和保護(hù)配置
高阻接地系統(tǒng)中,雖然故障電流較小,但通過合理的保護(hù)配置和故障檢測技術(shù),可以準(zhǔn)確地定位故障線路。
例如,利用零序電流保護(hù)、零序功率方向保護(hù)等技術(shù),能夠在故障發(fā)生時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號或跳閘信號,避免故障的擴(kuò)大化。
準(zhǔn)確的故障定位和合理的保護(hù)配置有助于快速排除故障,恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,從而提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
二、對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的消極影響
1.零序網(wǎng)絡(luò)的變化
高阻接地改變了電力系統(tǒng)的零序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使得零序阻抗增大。這會影響系統(tǒng)中零序電流的分布和大小,進(jìn)而對繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作特性產(chǎn)生影響。
例如,在進(jìn)行零序電流保護(hù)整定時(shí),需要考慮高阻接地對零序電流的影響,否則可能會導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)作或拒動(dòng)作,從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2.對系統(tǒng)振蕩的影響
在某些情況下,高阻接地可能會加劇系統(tǒng)的振蕩。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí),高阻接地系統(tǒng)的零序網(wǎng)絡(luò)可能會與系統(tǒng)的正序、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)相互作用,導(dǎo)致系統(tǒng)的振蕩頻率和幅值發(fā)生變化。
嚴(yán)重的系統(tǒng)振蕩可能會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失步、電壓崩潰等問題,從而破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
3.對分布式電源接入的影響
隨著分布式電源(如光伏、風(fēng)電等)的大量接入,高阻接地系統(tǒng)的穩(wěn)定性面臨新的挑戰(zhàn)。分布式電源的接入會改變系統(tǒng)的短路容量和零序網(wǎng)絡(luò),使得高阻接地系統(tǒng)的故障特性更加復(fù)雜。
例如,分布式電源可能會向故障點(diǎn)提供短路電流,從而影響故障電流的大小和方向,進(jìn)而對繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作產(chǎn)生影響。此外,分布式電源的并網(wǎng)運(yùn)行還可能會引發(fā)系統(tǒng)的諧波問題,進(jìn)一步影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4.對系統(tǒng)電壓分布的影響
高阻接地系統(tǒng)中,由于零序阻抗的增大,系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí),非故障相的電壓升高幅度可能會有所增加。雖然這種電壓升高幅度通常在設(shè)備的絕緣耐受范圍內(nèi),但如果系統(tǒng)中存在絕緣薄弱環(huán)節(jié),可能會導(dǎo)致絕緣擊穿,從而引發(fā)新的故障,影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
高阻接地對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響是復(fù)雜的,既有積極的一面,也有消極的一面。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)電力系統(tǒng)的具體情況,如系統(tǒng)規(guī)模、電壓等級、負(fù)荷性質(zhì)等,綜合考慮高阻接地的優(yōu)缺點(diǎn),合理選擇接地方式,并采取相應(yīng)的措施來優(yōu)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。例如,通過合理設(shè)計(jì)高阻接地的電阻值、優(yōu)化繼電保護(hù)配置、加強(qiáng)系統(tǒng)的無功補(bǔ)償等措施,可以充分發(fā)揮高阻接地的優(yōu)勢,降低其對系統(tǒng)穩(wěn)定性的不利影響,從而確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。