中壓供配電系統(tǒng)接地方式淺析

1、中壓供配電系統(tǒng)接地方式淺析 中壓供配電系統(tǒng)接地方式淺析 【摘 要】該文對(duì)中壓供配電系統(tǒng)中性點(diǎn)各種接地方式進(jìn)行分析，并根據(jù)各種接地方式的優(yōu)缺點(diǎn)，指出適用供電系統(tǒng)及線路結(jié)構(gòu)以滿足電用戶的要求。 【關(guān)鍵詞】接地方式；供配電 中壓供配電系統(tǒng)接地方式的選擇是一個(gè)綜合性的問(wèn)題,應(yīng)根據(jù)供電可靠性要求、電網(wǎng)和線路結(jié)構(gòu)、過(guò)電壓與絕緣配合、繼電保護(hù)技術(shù)要求、人生和設(shè)備平安、對(duì)通訊及電子設(shè)備的電磁干擾等進(jìn)行技術(shù)分析,權(quán)衡利弊確定適當(dāng)?shù)慕拥胤绞?。中壓供配電系統(tǒng)的接地方式主要有:中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地、中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。對(duì)中壓供配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式,世界各國(guó)也有不同的觀點(diǎn)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),

2、就國(guó)內(nèi)而言,中壓供配電系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式問(wèn)題,已引起多方面的關(guān)注,面臨確定開(kāi)展方向的問(wèn)題。 一、中性點(diǎn)不接地方式 中性點(diǎn)不接地方式，即是中性點(diǎn)對(duì)地絕緣，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，投資小。在該接地方式運(yùn)行中如果發(fā)生單相接地故障，流過(guò)故障點(diǎn)的電流僅為電網(wǎng)對(duì)地的電容電流，其值很小，假設(shè)是瞬時(shí)故障，一般都能自動(dòng)熄弧，非故障相電壓升高不大，不會(huì)破壞系統(tǒng)的對(duì)稱性，可帶故障連續(xù)供電2h，為排除故障爭(zhēng)取了時(shí)間，相對(duì)提高了供電的可靠性。但由于這種接地方式的中性點(diǎn)是絕緣的，電網(wǎng)對(duì)地電容中儲(chǔ)存的能量不能釋放，在發(fā)生弧光接地時(shí)，電弧的反復(fù)熄滅與重燃，向電容反復(fù)的充電，電容的能量不能釋放，電容電壓將不斷升高，從而產(chǎn)生弧光

3、接地過(guò)電壓或諧振過(guò)電壓，其值一般可達(dá)數(shù)倍，對(duì)設(shè)備絕緣造成很大威脅。另一方面，由于目前普遍使用的小電流接地系統(tǒng)選線裝置的選線準(zhǔn)確率比擬低，還未能夠精確地檢測(cè)出發(fā)生接地故障的線路。發(fā)生單相接地故障后，一般采用人工試?yán)姆椒ù_定故障線路，因此會(huì)造成非故障線路的不必要的停電。 二、中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式 按照接地電阻阻值的大小，一般又可分為中性點(diǎn)高電阻、低電阻接地方式。 1中性點(diǎn)高電阻接地方式 中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地方式就是中性點(diǎn)通過(guò)一個(gè)高電阻接地，通過(guò)高值電阻器限制接地故障電流在10A以下，每相零序電阻小于每相對(duì)地容抗。因接地電流被限制到很小，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)并不要求必須立即斷開(kāi)故障線路，保護(hù)裝置只是檢測(cè)

4、故障并發(fā)出信號(hào)，允許繼續(xù)運(yùn)行12h，可保證供電的連續(xù)性和可靠性。電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地后對(duì)間歇性電弧接地過(guò)電壓和串聯(lián)諧振過(guò)電壓有較大的抑制作用，從而有效地防止了異常過(guò)電壓對(duì)電機(jī)、電纜絕緣的危害，保證了用電設(shè)備的平安運(yùn)行。缺點(diǎn)是當(dāng)接地故障電流較大時(shí)，持續(xù)的故障電流所引起的熱效應(yīng)，會(huì)使電纜在接地故障處的相問(wèn)絕緣因過(guò)熱燃?xì)Ф_(kāi)展為相問(wèn)短路。所以，當(dāng)電網(wǎng)的電容電流較小時(shí)，可采用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地的方式，尤其是對(duì)高壓電動(dòng)機(jī)的電纜線路較多且運(yùn)行多年的老電網(wǎng)，由于電動(dòng)機(jī)和電纜絕緣都已降低和老化，容易受異常過(guò)電壓的破壞，將這類(lèi)電網(wǎng)的中性點(diǎn)改為經(jīng)高阻接地是非常適合的。 2中性點(diǎn)低電阻接地方式 中性點(diǎn)低電阻接地方式

5、是中性點(diǎn)通過(guò)低電阻接地，目的是增大故障時(shí)接地電流以迅速判斷并切除故障線路。接地電阻值越小，設(shè)備體積越大；故障電流值越大，同時(shí)也產(chǎn)生與直接接地系統(tǒng)類(lèi)似的缺點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行中一般將接地故障電流限制在100IO00A之間，這樣的電流取值也可避開(kāi)高壓電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和線路的沖擊合閘。采用低值電阻接地運(yùn)行方式，過(guò)電壓(含弧光過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓等)水平低，提高了供電系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性；接地故障定位容易，通過(guò)接地電流的檢測(cè)可正確迅速地判斷并切除故障線路。但也存在一些缺點(diǎn)：因接地電流在1001000A之間，地電位比中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)及高電阻器接地系統(tǒng)高；瞬時(shí)接地故障不能恢復(fù)，間斷供電；中性點(diǎn)也可經(jīng)低值電抗器與大地連

6、接，可以減少工頻單相接地故障電流，從而防止出現(xiàn)嚴(yán)重瞬態(tài)過(guò)電流；在635kV主要由電纜線路構(gòu)成的送、配電系統(tǒng)，單相接地故障電容電流較大時(shí)，可采用低電阻接地方式。但應(yīng)同時(shí)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)通訊的影響和繼電保護(hù)技術(shù)要求以及本地的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等因素。 三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，即是將中性點(diǎn)通過(guò)一個(gè)電感消弧線圈接地。消弧線圈是一個(gè)具有鐵芯的電感線圈，線圈本身電阻很小，感抗卻很大，可看成純電感元件。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的優(yōu)點(diǎn)在于其能迅速補(bǔ)償中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地時(shí)產(chǎn)生的電容電流，減少弧光過(guò)電壓的發(fā)生。雖然中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)具有發(fā)生單相接地

7、故障仍可以繼續(xù)供電的突出優(yōu)點(diǎn)但也存在產(chǎn)生間歇性電弧而導(dǎo)致過(guò)電壓的危險(xiǎn)。當(dāng)接地電流大于10A時(shí)，產(chǎn)生的電弧往往不能自熄，造成弧光接地過(guò)電壓概率增大，不利于電網(wǎng)平安運(yùn)行。而消弧線圈是一個(gè)具有鐵心的可調(diào)電感，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生接地故障時(shí)，接地電流通過(guò)消弧線圈時(shí)呈電感電流，對(duì)接地電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，使通過(guò)故障點(diǎn)的電流減小到能自行熄弧范圍。而當(dāng)電流過(guò)零而電弧熄火后，消弧線圈尚可減少故障相電壓的恢復(fù)速度，從而減少了電弧重燃的可能，有利于單相接地故障的消除。此外，通過(guò)對(duì)消弧線圈無(wú)載分接開(kāi)關(guān)的操作，使之能在一定范圍內(nèi)到達(dá)過(guò)補(bǔ)償運(yùn)行，從而到達(dá)減小接地電流。這可使電網(wǎng)持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，相對(duì)地提高了供電可靠性。 掌握各種中性

8、點(diǎn)接地方式就可以根據(jù)各個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)采用與之相應(yīng)的中性點(diǎn)接地方式。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的供電可靠性高，對(duì)人身及設(shè)備有較好的平安性，通訊干擾小，投資少，適用于系統(tǒng)不大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比擬簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。而中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的方式主要優(yōu)點(diǎn)是過(guò)電壓小，對(duì)系統(tǒng)電纜的絕緣水平要求不高。對(duì)于架空線路和電纜線路而言，由于電纜線路很少發(fā)生單相接地瞬時(shí)故障，所以比擬適合采用經(jīng)電阻接地的方式。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式由于消弧線圈能夠根據(jù)系統(tǒng)的電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，防止發(fā)生間歇性弧光接地過(guò)電壓，供電可靠性提高，這是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式優(yōu)越于其他接地方式的一點(diǎn)。改良中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)故障選線方法來(lái)克服經(jīng)消弧線圈接地方式的選線準(zhǔn)確率不高這題，適合任何結(jié)構(gòu)的中壓供配電系統(tǒng)，將是中壓供配電系統(tǒng)接地方式開(kāi)展的方向。 參考文獻(xiàn)： 【1】能源部西北電力設(shè)計(jì)院電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)T，北京：中國(guó)電力出版社，1989 【2】賀家李，宋文矩，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理(第3版)M，北京：巾國(guó)電力出版社，