小電阻接地問(wèn)題的探討

1、小電阻接地問(wèn)題的探討10kV網(wǎng)絡(luò)小電阻接地系統(tǒng) 一一又一新的電氣火災(zāi)隱患這些年因城鎮(zhèn)用電負(fù)荷劇增，電網(wǎng)中大量采用1 0kV電纜供電。由于電容電流的增大， 不得不將10kV網(wǎng)絡(luò)由過(guò)去的不接地系統(tǒng)改為經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)。這一改變使變電所的接地故障電壓由過(guò)去的百伏左右劇增到2000V3000V,這被稱作暫態(tài)過(guò)電壓。 這一過(guò)電壓經(jīng)變電所共用的接地系統(tǒng)沿低壓線傳導(dǎo)到用戶的電氣設(shè)備上。低壓設(shè)備的絕緣， 特別是老舊設(shè)備的絕緣， 因承受不了如此高的過(guò)電壓很容易被擊穿短路而導(dǎo)致起火危險(xiǎn)，這些都是因電氣技術(shù)的發(fā)展而增加的一個(gè)電氣火災(zāi)新隱患。發(fā)達(dá)國(guó)家也有采用經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)， 但為了防止引起電氣火災(zāi)采取了有效的技術(shù)措

2、施。 具 體措施是將變電所低壓系統(tǒng)的接地另打接地極分開(kāi)設(shè)置， 使上述危險(xiǎn)暫態(tài)過(guò)電壓無(wú)法由此傳 導(dǎo)到低壓用戶去。也可大大減小變電所接地電阻值和1 0kV供電系統(tǒng)的接地短路電流值， 使上述暫態(tài)過(guò)電壓不致達(dá)到危險(xiǎn)值。 但我國(guó)的電網(wǎng)設(shè)計(jì)安裝只片面地仿效了國(guó)外的經(jīng)小電阻 接地系統(tǒng)， 卻未學(xué)習(xí)國(guó)外配套的電氣安全措施， 由此引起的電氣事故已時(shí)有所聞， 如果不及 時(shí)消除這一新的電氣隱患， 我國(guó)電氣火災(zāi)發(fā)生率居高不下， 有增無(wú)減的勢(shì)頭將越發(fā)難以遏制。 隨這電力的快速發(fā)展，用電每年都在攀升， 10KV 做為主要的電力輸出系統(tǒng)時(shí)，對(duì)它的安全 運(yùn)行又有了新的要求， 現(xiàn)在電力的各種故障時(shí)實(shí)都影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行， 目

3、前對(duì)于 10KV 接地采用消弧線圈接地，這個(gè)系統(tǒng)在整個(gè)10KV系統(tǒng)的任一條出現(xiàn)接地時(shí)能很快的檢測(cè)出并通過(guò)保護(hù)發(fā)出跳閘令。因在單相接地是系統(tǒng)是還可以運(yùn)行 1-2H 的但這樣就有很大的可能性 發(fā)展成多相故障，在單相接地時(shí)接地點(diǎn)的對(duì)地流過(guò)的電容電流很小。適應(yīng)城市配網(wǎng)發(fā)展的接地方式 中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地 深圳市華力特成套設(shè)備有限公司 劉同欽 閱讀次數(shù)： 10新中國(guó)成立后至 80 年代， 6kV 一 35kV 配電網(wǎng)絡(luò)基本上都是采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線 圈接地的方式。 當(dāng)時(shí)我國(guó) 6kV 一 35kV 電網(wǎng)以架空線路為主， 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 基本上以單電 源、輻射形電網(wǎng)為主， 電容電流較小， 以上兩種接地方

4、式在技術(shù)上能夠滿足當(dāng)時(shí)供電可靠性 的要求。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)， 原來(lái)的以架空線路為主的城市配電網(wǎng)已不適應(yīng)要求，北京等大城市的配網(wǎng)已率先發(fā)展為以電纜線路為主， 其他大中城市正在加速進(jìn)行城網(wǎng)改造， 可 以相信，我國(guó)的大部分城市配網(wǎng)將逐步以電纜線路取代架空線路，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也將由單電源、 輻射形供電發(fā)展為多電源環(huán)形供電， 并逐步實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化， 以提高供電可靠性。 隨著城市 配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化， 中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式在某些方面已不能滿足電網(wǎng)運(yùn)行的要 求，在沿海的一些大城市率先采用了中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，通過(guò)多年運(yùn)行實(shí)踐證明， 這種接地方式對(duì)以電纜線路為主的配網(wǎng)是比較適宜的， 并

5、已被列入電力技術(shù)規(guī)程。 電力行標(biāo)交 流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合(1997.10.1)第3.1.4條規(guī)定：“6kV 35kV主要由電纜線路構(gòu)成的送配電系統(tǒng)， 單相接地電容電流較大時(shí)， 可采用低電阻接地方式， 但應(yīng)考慮供 電可靠性要求， 故障時(shí)瞬態(tài)電壓瞬態(tài)電流對(duì)電氣設(shè)備的影響， 對(duì)通信的影響和繼電保護(hù)技術(shù) 要求以及本地的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等。 ”一、電纜線路及以電纜線路為主的城市配網(wǎng)的特點(diǎn)1. 電纜線路的對(duì)地電容電流比相同長(zhǎng)度的架空線路大得多，因此電網(wǎng)單相接地電容電流相當(dāng)大。2. 電纜線路的運(yùn)行受外界因素的影響小，發(fā)生瞬時(shí)性接地機(jī)會(huì)很少，一旦發(fā)生接地故障，一 般來(lái)說(shuō)都是永久性故障。3. 電力電纜的絕緣

6、裕度比架空線路小得多，承受過(guò)電壓的能力低。在發(fā)生單相接地故障時(shí)， 由于非故障相電壓升高到線電壓以上， 容易引起配網(wǎng)中非故障相電纜第 2 點(diǎn)或多點(diǎn)擊穿， 形 成相間短路故障，擴(kuò)大事故。4. 電力電纜的絕緣是有機(jī)絕緣，一旦發(fā)生絕緣擊穿即為永久性故障，絕緣不能自恢復(fù)，如果 不及時(shí)斷電，故障處絕緣會(huì)被迅速燒壞，發(fā)展成為相間故障，使故障擴(kuò)大。因此，電纜擊穿 故障要求迅速切除，而且不允許重合閘。5. 隨著電纜比重的增加，配網(wǎng)的單相接地電容電流急劇上升，通過(guò)對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)和事故統(tǒng) 計(jì)發(fā)現(xiàn)： 單相弧光接地故障引起和激發(fā)的過(guò)電壓概率明顯上升， 高倍率過(guò)電壓出現(xiàn)的概率增 大，老舊電纜絕緣擊穿事故頻率增加，不利于電

7、網(wǎng)安全運(yùn)行。6. 以電纜線路為主的配網(wǎng)，采用消弧線圈接地方式，要使殘余電流小于10 難度很大，這是因?yàn)楹茈y兼顧殘余電流小于 10 安、中性點(diǎn)位移電壓小于相電壓的 15%和合理的補(bǔ)償脫度這 三個(gè)條件。7. 隨著電纜線路的增加，電網(wǎng)的單相接地電容電流急劇增加，消弧線圈和相應(yīng)的接地變壓器 需要很大的容量，增大了工程投資和占地面積。8. 城市配網(wǎng)的電纜線路，大部分設(shè)在電纜隧道或電纜排管中，當(dāng)發(fā)生絕緣擊穿而又不及時(shí)切 斷電源時(shí)， 在隧道或排管中產(chǎn)生可燃性氣體集聚， 很可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)， 殃及整個(gè)隧道中的電 纜，造成重大事故。二、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式的特點(diǎn)1. 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地與中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地在原

8、理上截然不同。消弧線圈是感性諧振元件，是通過(guò)感性電流與容性電流相互補(bǔ)償， 將系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的故障電流限制在較 ?。?0A）的范圍，使故障點(diǎn)易于熄弧。同時(shí)，在接地故障時(shí)，不破壞系統(tǒng)的對(duì)稱性，使系統(tǒng) 可帶相接地故障短時(shí)運(yùn)行。中性點(diǎn)接地電阻是一個(gè)耗能元件，是電網(wǎng)對(duì)地電容中能量（電荷 ）的泄放通道，又是系統(tǒng)諧振的阻尼元件， 單相接地故障時(shí)，通過(guò)故障點(diǎn)的電流較大，利用繼 電保護(hù)迅速切除故障線路。2. 系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)， 非故障相的穩(wěn)態(tài)電壓升高比采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接 地方式的穩(wěn)態(tài)電壓升高稍低。3. 由于其顯著的阻尼作用，可消除由于各種原因引起的系統(tǒng)諧振過(guò)電壓（如鐵磁諧振、高頻諧振、

9、分頻諧振、斷線諧振、線性諧振等 ），采用電阻接地是消除頻繁發(fā)生的 PT 諧振過(guò)電壓 的最有效的辦法。4能有效限制系統(tǒng)單相接地故障時(shí)的過(guò)電壓倍數(shù)，這是由于：中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)在 發(fā)生接地故障時(shí)， 通過(guò)故障點(diǎn)的電流較大， 能形成穩(wěn)定電弧， 不容易產(chǎn)生電弧熄滅又重燃的 現(xiàn)象。電阻本身是耗能元件，可消耗系統(tǒng)對(duì)地電容中存儲(chǔ)的能量。在熄弧的時(shí)間內(nèi)（半個(gè)周期 ），通過(guò)電阻將系統(tǒng)對(duì)地電容中的電荷泄放掉，降低中性點(diǎn)電位，每次電弧重燃時(shí)， 都和第一次建弧的初始條件相似，不會(huì)形成很高的電弧重燃過(guò)電壓倍數(shù)。5. 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地與線路零序保護(hù)配合，可準(zhǔn)確地判斷出故障線路并迅速切除，這一特 點(diǎn)特別適于電纜線路為主

10、的城市配網(wǎng)。這一特點(diǎn)避免了為尋找接地故障線路進(jìn)行的大量拉、 合閘操作而產(chǎn)生過(guò)電壓。6. 故障時(shí)由于及時(shí)切除電源，可大大減少發(fā)生人身安全事故的機(jī)會(huì)。7. 中性點(diǎn)電阻對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)位移電壓具有抑制作用（消弧線圈對(duì)中性點(diǎn)位移電壓是放大作用 ），使中性點(diǎn)位移電壓減小，在正常運(yùn)行時(shí)，接地變壓器和接地電阻幾乎是處 于空載狀態(tài)，只有在發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地變才承受短時(shí)沖擊電流。8. 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式， 在選擇合適的接地電阻阻值后可以適應(yīng)一定范圍的運(yùn)行方式變 化及電網(wǎng)的發(fā)展， 此時(shí)不需要調(diào)整接地電阻， 只需對(duì)繼電保護(hù)的定值加以調(diào)整。 而接地電阻 限制過(guò)電水平和抑制諧振過(guò)電壓的性能不會(huì)有明顯的

11、變化。9. 采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，有利于無(wú)間隙避雷器在配網(wǎng)中的使用，采用無(wú)間隙避雷器 既可以限制系統(tǒng)內(nèi)的過(guò)電壓水平， 又可以降低雷電沖擊過(guò)電壓水平， 這樣就可以降低系統(tǒng)設(shè) 備的絕緣水平或使現(xiàn)有的設(shè)備相應(yīng)地增加了絕緣裕度， 延長(zhǎng)了使用壽命， 具可觀的經(jīng)濟(jì)效益。三、中性點(diǎn)接地電阻阻值的選擇中性點(diǎn)接地電阻阻值的選擇主要考慮限制過(guò)電倍數(shù)的要求、 零序保護(hù)靈敏度、 對(duì)通信線 路的干擾及用電安全等因素，并根據(jù)各地配網(wǎng)的具體情況因地制宜地進(jìn)行選擇： 1.按單相接地故障時(shí)限制過(guò)電壓倍數(shù)的要求進(jìn)行選擇。 首先計(jì)算或?qū)崪y(cè)系統(tǒng) （每段母線上的 ）電容電流，考慮一定的發(fā)展裕度，從而確定出系統(tǒng)的 單相接地電容電流

12、值 IC （IC 為三相對(duì)地電容電流值之和 ）。 根據(jù)所要求的單相接地時(shí)限制過(guò)電壓倍數(shù)來(lái)確定通過(guò)中性點(diǎn)電阻的電流值Irn。例如Ic=200A，要求單相接地過(guò)電壓倍數(shù)限制到2.2倍以下，則可取Irn=2 ic =400A。 根據(jù)Irn值確定接地電阻的阻值，。以上例，2.按零序繼電保護(hù)靈敏度的要求進(jìn)行校驗(yàn)。按躲過(guò)電容電流最大的出線電容電流考慮，可靠系數(shù)可取1.25，返回系數(shù)可取0.85，在發(fā)生全接地故障時(shí)，總的接地故障電流（）遠(yuǎn)大于任何一條出線的電容電流，靈敏度顯然不會(huì)有什么問(wèn)題。 對(duì)于非金屬性的電纜線路接地故障， 其接地過(guò)渡電阻一般較小， 保護(hù)靈敏度也可以滿足要求。3. 按滿足對(duì)通訊干擾的要求進(jìn)

13、行校驗(yàn)。按四部一委共同商定的對(duì)高可靠性通信線路感應(yīng)電壓< 650V 0.2秒內(nèi)切除的要求進(jìn)行校驗(yàn)。上海市 35kV配網(wǎng)采用Irn=2000A , 10kV配網(wǎng)采用Irn=1000A，北京市10kV配網(wǎng)采用I rn600A，深圳市10kV配網(wǎng)采用IRN=400A，經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè) 和計(jì)算，均能滿足對(duì)通信線路干擾的要求。4. 按接觸電勢(shì)和跨步電壓不超過(guò)允許值校驗(yàn)，對(duì)于接地故障動(dòng)作于跳閘的系統(tǒng)可按下式校驗(yàn)：Rjd<2000/lg。式中Rjd為滿足接觸電勢(shì)和跨步電壓允許值條件的接地裝置接地電阻值。Is 為通過(guò)接地故障點(diǎn)的電流。 計(jì)算結(jié)果如發(fā)現(xiàn)變電站原有接地裝置的接地電阻值偏大， 可采 取措施降低站

14、內(nèi)接地裝置的接地電阻， 保證接觸電勢(shì)和跨步電壓在允許值以內(nèi)， 確保人身安 全。5. 建議：在選擇中性點(diǎn)接地電阻時(shí)，在滿足限制單相接地過(guò)電壓倍數(shù)要求的前提下，應(yīng)選擇 稍大阻值的中性點(diǎn)接地電阻， 把單相接地故障電流限制到較小的數(shù)值， 這樣可以減少因接觸 電勢(shì)和跨步電壓過(guò)高或?qū)νㄐ鸥蓴_超標(biāo)帶來(lái)的麻煩和增加投資。四、中性點(diǎn)接地阻的接入方法1.主變壓器配電側(cè)為 YO 接線的，中性點(diǎn)接地電阻可直接接入主變中性點(diǎn)。2主變壓器配電側(cè)為 接線的，則需要增加一臺(tái)Z型接地變壓器，造出一個(gè)中性點(diǎn)。中性點(diǎn) 接地電阻直接與接地變的中性點(diǎn)連接。什么是小電流接地系統(tǒng)？什么又是大電流接地系統(tǒng)？為什么高壓進(jìn)線只有 ABC 三相，

15、 而沒(méi)有零相， 若有一相接地會(huì)出現(xiàn)什么情況 ，怎么解決？ 什么是小電流接地系統(tǒng)？什么又是大電流接地系統(tǒng)？電力變壓器為什么要有重瓦斯動(dòng)作，和溫度過(guò)高動(dòng)作。我國(guó)現(xiàn)在的 10KV 110KV 220KV 500KV （國(guó)網(wǎng)已經(jīng)有 1000KV ）高壓輸電線路都是沒(méi)有零 線的， 因?yàn)檫@些電壓等級(jí)都是不可以直接被設(shè)備（少數(shù)超高壓設(shè)備除外）所接受的。而我們 平時(shí)用電最多的是 3相4線制（TN C系統(tǒng)），3根火線+1零線。而零線的作用是： 1中性線（N線），和火線一起接成相電壓。2充當(dāng)某些運(yùn)行設(shè)備的中性點(diǎn)接地（工作接地）。3和設(shè)備外殼相接充當(dāng)保護(hù)（P線）。而這些在10KV以上電壓等級(jí)是不需要的，110KV以

16、上的輸電線路上方有 2條架空零線（或稱架空避雷線、 架空地線） ，其作用是起避雷作用 （防 止雷電波）。所以日常見(jiàn)到的高壓進(jìn)線沒(méi)零線。size=0px9 r5 _/ w1 P$ d: C/size問(wèn)到 1 相接地的問(wèn)題，高壓輸電線都是需要保護(hù)的（禁止在無(wú)保護(hù)的條件下運(yùn)行），110KV一般有一套保護(hù)， 220KV 以上則需要 2 套原理不同、且來(lái)自不同廠家的保護(hù)，運(yùn)用比較廣 泛的是光纖縱差和高頻保護(hù)。 當(dāng)發(fā)生一相接地的時(shí)候會(huì)發(fā)生跳閘， 因?yàn)榫€路都有重合閘 （分 單重、 3重、綜重），在判定為永久性故障后不進(jìn)行重合。所以：短路 重合跳閘。 size=0px, _" b" p+

17、V& h' x" A3 p/size 關(guān)于大、小電流接地系統(tǒng)的問(wèn)題，大電流接地系統(tǒng)是指中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，像我們的3相 4 線制就屬于， 因?yàn)樵诎l(fā)生故障的時(shí)候接地電流會(huì)比較大。 小電流接地系統(tǒng)包括： 中性點(diǎn) 不接地系統(tǒng)、 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)、 中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地系統(tǒng)。 發(fā)生故障的時(shí)候接地 電流比較小。電力的變壓器為什么需要裝有瓦斯保護(hù)？在電網(wǎng)的變壓器中，差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)一起構(gòu)成變壓器的主保護(hù)， 差動(dòng)保護(hù)是用首末兩端電流的對(duì)比判斷故障然后動(dòng)作的，保護(hù)的是變壓器的繞組、套管、到 CT側(cè)，差動(dòng)保護(hù)屬于電氣量保護(hù)。瓦斯保護(hù)是屬于非電氣量的保護(hù)，裝 在油箱和油枕之間， 分過(guò)氣流和過(guò)油流， 如果變壓器內(nèi)部發(fā)生短路， 那么短路電流會(huì)分解變 壓器油而產(chǎn)生氣體，讓瓦斯繼電器發(fā)出告警信號(hào)（輕瓦斯保護(hù)），短路嚴(yán)重的時(shí)候，氣溫很 高，會(huì)讓油面上升，沖到瓦斯繼電器的動(dòng)作位置，發(fā)生跳閘信號(hào)（重瓦斯保護(hù)）。由于瓦斯 保護(hù)可以保護(hù)到差動(dòng)保護(hù)所保護(hù)不到的位置 鐵心。所以瓦斯和差動(dòng)一起構(gòu)成變壓器的主 保護(hù)。 /color 更正