風光互補項目中性點接地方式的探討
科技專論
作者：周春生
【摘要】隨著風光互補項目的建設，風電場及光伏區35kV集電線路電纜量增多，導致35kV單相電容電流急劇增加，電弧不能自熄，容易引起危害，本文結合特變達阪城風光互補項目中性點接地方式的選擇，提出一些個人觀點。
【關鍵詞】風光互補；電容電流；接地變
1、概述
特變電工烏魯木齊達阪城風光互補項目（以下簡稱該項目）終期50台風力發電機組與風機箱變0.69/35kV側均采用電纜饋出，箱變高壓側至35kV集電線路電纜長度1.5km，單相接地電容電流約5.25A；架空線路長度22km，單相接地電容電流約2.86A；每回35kV集電線路引入升壓站電纜按0.1km計，合計電纜線路長度0.4km，單相接地電容電流約1.4A；光伏區35kV電纜彙集線路長度6.8km，單相接地電容電流約23.8A；進一步考慮升壓站附加電容電流約為13%（參見《電力工程設計手冊》），合計計算單相接地電容電流按約37.64A考慮。
2、係統對地電容電流過大的危害
經研究分析，35kV單相接地電容電流的急劇增加，當係統電容電流大於10A後，將帶來一係列危害，具體表現如下：
1）當發生間歇弧光接地時，可能引起弧光過電壓，引起電纜頭等絕緣薄弱的地方放電擊穿和設備瞬間損壞，使係統的供電可靠性大受影響。
2）鐵磁諧振過電壓現象比較普遍，容易發生電壓互感器燒毀和熔斷器的頻繁熔斷事故，威脅電網安全可靠運行。
3）運維人員發生誤操作，碰觸到帶電部位，受大電流的灼傷，會加重運維人員的傷亡。
4）電弧不能自熄，會破壞周圍設備的絕緣，造成事故的擴大化。
3、解決方案的探討
本項目計算單相接地電容電流按約37.64A，根據DL/T5383-2007《風力發電廠設計技術規範》6.5.1條規定：35KV集電線路或電纜單相接地電容電流大於10A，均應在變電所裝設消弧線圈。
按照國家電網【2011】974號文件第9條和新疆電力公司電調【2011】94號文件反措要求，風電場彙集線係統單相故障應快速切除。彙集線係統應采用經電阻或消弧線圈接地方式，不應采用不接地或經消弧櫃接地方式。經電阻接地的彙集線係統發生單相接地故障時，應能通過相應保護快速切除，同時應兼顧機組運行電壓適應性要求。經消弧線圈接地的彙集線係統發生單相接地故障時，應能可靠選線，快速切除。根據規範及國網公司要求，本項目35kV中性點接地方式有采用消弧線圈接地和采用小電阻接地兩種方式：
3.1經消弧線圈接地
采用經消弧線圈接地時，當電容電流發生變化，消弧線圈接入容量方便調整，降低單相接地發生時故障點殘留，使電弧容易熄滅，避免長時間燃弧而發生相間短路。但由於消弧線圈的補償作用，故障電流值較小及電弧不穩定等因素，小電流選線裝置靈敏度低，無法選線，經調研發現，風電場在發生單相電纜終端故障的情況下，小電流接地選線裝置和消弧消諧裝置未能正確動作（有的風電場在消弧消諧裝置退出運行的情況下，風電場仍繼續運行），使係統較長時間帶單相接地故障運行，引起絕緣薄弱環節被擊穿，進而迅速發展為相間短路（從故障波形分析單相接地發展為相間故障的時間一般為4.9s～11s），有的導致電纜終端、過電壓保護裝置發生爆炸或損壞。