在電力系統的設計中,特別是針對35kV電壓等級的風電場和光伏電站,小電阻接地方式已成為主流選擇。這種方式通過在中性點與大地之間接入一個阻值相對較小的電阻(普遍為106.8Ω),在發生單相接地故障時,能夠迅速產生較大的故障電流,觸發線路跳閘,從而實現快速保護。
小電阻接地方式的核心優勢顯著。首先,其故障電流通常達到數百安培,遠高于非有效接地系統,這有助于快速識別并切除故障。其次,配合先進的繼電保護裝置,小電阻接地能在極短的時間內(如幾十毫秒)切除故障線路,有效防止故障擴大,避免對電網造成更大沖擊。通過電阻消耗能量,該方式還能有效抑制弧光接地過電壓和電磁暫態過電壓,保護系統設備免受損害。
在風電場和光伏電站的應用中,小電阻接地方式的選擇尤為關鍵。風電場由于集電線路長且架空電纜使用多,故障時易產生較大的對地電容電流。當這種電容電流超出消弧線圈的補償能力時,小電阻接地成為限制過電壓和快速切除故障的理想選擇。而對于光伏電站,雖然電纜長度可能較短,但大量使用的電纜同樣會導致不小的電容電流,且對逆變器等敏感設備的保護需求更高。因此,小電阻接地方式因其快速切除故障的能力而備受青睞。
新能源發電設備的低慣量特點也是選擇小電阻接地方式的重要因素。風力發電和光伏發電設備通常通過電力電子器件并網,轉動慣量極低,對系統電壓波動和故障的耐受能力較弱。當系統發生單相接地故障時,若采用中性點不接地或經消弧線圈接地方式,易產生間歇性電弧,進而引發弧光接地過電壓,對電氣設備絕緣構成嚴重威脅。而小電阻接地方式通過限制接地故障電流,有效抑制了弧光接地過電壓和鐵磁諧振過電壓的產生,提高了系統的安全性。
從設備絕緣與成本角度來看,小電阻接地方式同樣具有顯著優勢。在不接地或消弧線圈接地系統中,單相接地故障易引發過電壓,導致設備絕緣薄弱處擊穿,尤其對新能源系統中廣泛使用的電力電子器件構成較大威脅。而小電阻接地方式能迅速衰減故障點的電弧重燃能量,將過電壓限制在較小范圍內,從而降低了絕緣損壞風險,延長了設備使用壽命。
小電阻接地方式在35kV電壓等級的風電場和光伏電站中具有不可替代的優勢。其快速切除故障、抑制過電壓的能力以及提高系統安全性的特性,使其成為新能源發電領域的重要選擇。隨著新能源發電技術的不斷發展,小電阻接地方式的應用前景將更加廣闊。