7.電力系統(tǒng)變電站中性點接地方式

1、電力系統(tǒng)變電站中性點接地方式一、定義中性點：電力系統(tǒng)中發(fā)電機、變壓器或電動機繞組星型接線時，其公共點稱為中性點。二、種類1 .不接地系統(tǒng)2 .直接接地系統(tǒng)3 .經(jīng)電阻接地4 .消弧線圈接地整體來分，中性點接地可分為大接地電流系統(tǒng)（也稱有效接地系統(tǒng)） 和小接地電流系統(tǒng)（也稱非有效接地系統(tǒng)）。前者包括：直接接地、 經(jīng)低阻值電阻接地，后者包括：中性點不接地、消弧線圈接地、諧振 接地和經(jīng)高阻值電阻接地。三、選擇中性點接地的原則是：1 .保證供電的可靠性2 .保證電力系統(tǒng)的過電壓水平和絕緣等級3 .符合繼電保護要求4 .對通信系統(tǒng)干擾小5 .保證電氣設備的安全總之，中性點采用何種運行方式，實際上是一個涉

2、及電力系統(tǒng)許多方 面的綜合性問題。本文對此作一般性介紹。四、各種接地方式比較1、中性點不接地（絕緣）的三相系統(tǒng)各相對地電容電流的數(shù)值相等而相位相差120 ° ,其向量和等于零，地中沒有電 容電流通過，中性點對地電位為零，即中性點與地電位一致。這時中性點接地與否對各相對地電壓沒有任何影響?？墒?，當中性點不接地系統(tǒng)的各相對地電容不相等時，即使在正常運行狀態(tài)下，中性點的對地電位便不再是零，通常此情況稱為中性點位移即中 性點不再是地電位了。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，多是由于架空線路排列不對 稱而又換位不完全的緣故造成的。在中性點不接地的三相系統(tǒng)中，當一相發(fā)生接地時：一是未接地兩相的對地電壓升高到， 3

3、倍，即等于線電壓，所以，這種系統(tǒng)中, 相對地的絕緣水平應根據(jù)線電壓來設計。二是各相間的電壓大小和相位仍然不變，三相系統(tǒng)的平衡沒有遭到破壞，因此可繼續(xù)運行一段時間，這是這種系統(tǒng)的最大優(yōu)點。但不許長期接地運行，尤其是發(fā)電機直接供電的電力系統(tǒng)，因為未接地相對地電壓升高到線電壓，一相接地運行時間過長可能會造成兩相短路。所以在這種系統(tǒng)中，一般應裝設絕緣監(jiān)視或接地保護裝置。當發(fā)生單相接地時能發(fā)出信號，使值班人員迅速采取措施，盡快消除故障。一相接地系統(tǒng)允許繼續(xù)運行的時間，最長不得超過 2h。三是接地點通過的電流為電容性的，其大小為原來相對地電容電流的3倍，這種電容電流不容易熄滅，可能會在接地點引起弧光解析，

4、周期性的熄滅和重新發(fā)生電弧?；」饨拥氐某掷m(xù)間歇性電弧較危險，可能會引起線路的諧振現(xiàn)場而產(chǎn)生過電壓，損壞電氣設備或發(fā)展成相間短路。故在這種系統(tǒng)中，若接地電流大于 5A時,發(fā)電機、變壓器和電動機都應裝設動作于跳閘的接地保護裝置。2、中性點直接接地中性點直接接地的系統(tǒng)屬于較大電流接地系統(tǒng)，一般通過接地點的電流較大，可能會燒壞電氣設備。 發(fā)生故障后，繼電保護會立即動作， 使開關(guān)跳閘，消除故障。目前我國110kV以上系統(tǒng)大都采用中性點直 接接地。對于不通等級的電力系統(tǒng)中性點接地方式也不一樣，一般按下述原則選擇：220kV以上電力網(wǎng)，采用中性點直接接地方式；110kV接地網(wǎng)，大都采用中性點直接接地方式，少

5、部分采用消弧線圈接地方式；2060kV 的電力網(wǎng)，從供電可靠性出發(fā)，采用經(jīng)消弧線圈接地或不接地的方式。但當單相接地電流大于10A時，可采用經(jīng)消弧線圈接地的方式；310kV電力網(wǎng)，供電可靠性與故障后果是其最主要的考慮因素，多采用中性點不接地方式。但當電網(wǎng)電容電流大于30A時，可采用經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)電阻接地的方式；1kV以下，即220/380V三相四線制低壓電力網(wǎng)，從安全觀點出發(fā)，均采用中性點直接接地的方式，這樣可以防止一相接地時換線超過250V的危險(對地)電壓。特殊場所，如爆炸危險場所或礦下，也有采用中性點不接地的。這時一相或中性點應有擊穿熔斷器，以防止高壓竄入低壓所引起的危險。3.中性點經(jīng)

6、電阻接地采用了中性點經(jīng)電阻接地的方式。可以消除不接地系統(tǒng)的兩個缺點：一個是減少接地過電壓的危險性；另一個是由于這種接地電流比直流接地系統(tǒng)小，對鄰近通信線路干擾小。有些配電網(wǎng)發(fā)展很快，城市中心區(qū)大量敷設電纜，單相接地電容電流增長較快，雖然裝了消弧線圈，由于電容電流較大，且運行方式經(jīng)常變化，消弧線圈調(diào)整困難，還由于使用了一部分絕緣水平低的電纜，為了降低過電壓水平，減少相間故障可能性，因此采用了中性點經(jīng)低電阻接地的方式。(1)、高阻值接地中性點經(jīng)高電阻接地，其接地電流一般小于10A o從限制弧光接地過電壓考慮，在電弧點燃到熄滅的整個過程中，系統(tǒng)所積累的多余電荷在熄滅后半個工頻周波內(nèi)能夠通過Rn泄漏掉

7、，過電壓幅值就可明顯下降。中性點的電阻值應滿足的條件為：Rn<1/3 aC其中C為系統(tǒng)的每相與地的分布電容。中性點高值電阻器接地系統(tǒng)是限制接地故障電流水平為10A以下，高電阻接地系統(tǒng)設計應可以限制由于間歇性電弧接地故障時產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓。優(yōu)點：a可防止和阻尼諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓，在2.5倍及以下。b接地電流水平為 10A以下，減小了地位升高。c接地故障可以不立即清除，因此能帶單相接地故障相運行。缺點：使用范圍受到限制，適用于某些小型 610KV配電網(wǎng)和發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)。(2)、低阻值接地根據(jù)經(jīng)驗低阻值接地故障電流一般為100A1000A o阻值再低就不如用電抗器接地有效。因為

8、接地電阻過小，其接地電流就很大，因此電阻器的功率就很大，非常笨重。低電阻接地的優(yōu)點是快速切除故障，過電壓水平低，可采用絕緣水平較低的電纜和設備。但應考慮供電可靠性要求，故障時瞬態(tài)電壓、 瞬態(tài)電流對電氣設備的影響，對通信的影響和繼電保護技術(shù)要求。該接地方式適用于以電纜線路為主，不容易發(fā)生瞬時性單相接地故障且系統(tǒng)電容電流比較大的城市配電網(wǎng)、發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)及工礦 企業(yè)配電系統(tǒng)優(yōu)點：內(nèi)部過電壓(含弧光過電壓、諧振過電壓等)水平低，提高網(wǎng)絡和設備的可靠性。大接地電流(1001000A ),故障定位容易，可以正確迅速切除接地故障線路。缺點：因接地故障入地電流If=1001000A ,地電位升高比中性點不

9、接地、消弧線圈接地、高值電阻器接地系統(tǒng)等的高。n接地故障線路迅速切除，間斷供電。4、中性點經(jīng)消弧線圈接地的三相系統(tǒng)上面所講的中性點不接地三相系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地故障時雖還可以繼續(xù)供電，但在單相接地故障電流較大，如35kV系統(tǒng)大于10A,10kV系統(tǒng)大于30A時，就無法繼續(xù)供電。為了克服這個缺陷，便出現(xiàn)了經(jīng)消弧線圈接地的方式。目前在35kV電網(wǎng)系統(tǒng)中，就廣泛采用了這種中性點經(jīng)消弧線圈接地的方式。消弧線圈是一個具有鐵芯的可調(diào)電感線圈，裝設在變壓器或發(fā)電機的中性點。當發(fā)生單相接地故障時，可形成一個與接地電容電流大小接近相等而方向相反的電感電流，這個滯后電壓90 °的電感電流與超前電壓90 °的電容電流相互補償，最后使流經(jīng)接地處的電流變得很小以至等于零，從而消除了接地處的電弧以及由它可能產(chǎn)生的危害。消弧線圈的名稱也是這么得來的。當電容電流等于電感電流的時候稱為全補償；當電容電流大于電感電流的時候稱為欠補償；當電容電流小于電感的電流的時候稱為過補償。一般都采用過補償，這樣消弧線圈有定的裕度，不至于發(fā)生諧振而產(chǎn)生過電壓不接地直接接地電阻接地消弧線圈接 地接地電流小最大中等最小接地故障 時的相電 壓大（等于線 電壓）最小中大（等于線 電壓）變壓器等 設備的絕 緣水平最高最低中高向雙重接 地發(fā)展的 可能性最大最小小中接地故障 繼電保護需專門技術(shù)