摘要：沧州华润电厂6kv配电网中性点经小电阻接地系统的运行方式,系统发生单相接地故障的短路电流特性,并提出了中性点经小电阻接地系统单相接地短路的保护要求。
关键词：继电保护；中性点接地小电阻
1 前言
伴随着我国国民经济的持续发展,电力供需矛盾不断加剧,现行配电网在供电能力等方面存在很多局限性。根据我国实际情况：中性点接地方式正确选择在配电网选型、供电可靠性等方面都有很大的关系。
在中性点不接地的电网中,当三相对地电容不对称时,在正常运行情况下电网的中性点不是零电位。这时出现的中性点与大地电位差称为不对称电压。当任何一相发生接地时,中性点电位将产生位移,对大地之间出现较大的电位差,这个电位差称作位移电压。利用这一现象,将中性点通过不同方式与大地相连接,以便达到电网建设投资少、运行可靠性高的目的。
2 接地系统基本要求
有效接地系统和低电阻接地系统中发电厂、变电所电气装置保护接地的接地电阻应符合下列要求。
一般情况下接地装置的接地电阻应符合
R≤2000/l (1)
式中R为考虑到季节变化的最大接地电阻QI为流经接地装置的入地短路电流A。
在式(1)中采用在接地网内外短路时经接地装置流入地中的最大短路电流对称分量的最大值。该电流应按5、10年发展后的系统最大运行方式确定，并应考虑系统中各接地中性点间的短路电流分配以及避雷线中分走的接地短路电流等因素。当接地网的接地电阻受条件限制比如土壤电阻率较高又没有办法扩大地网，地下也没有可以利用的地层时，可以通过技术进行比较，适当增大接地电阻但不得大于5Q。
在电力系统中，人工接地网以及有关电气装置应符合以下要求：
1）防止转移电位引起的危害，对可能将接地网的高电位引向场外或将低电位引向场内的设施，采取隔离措施
2）考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时发电厂变电所内的6kV段内阀式避雷器不应动作或动作后应承受被赋予的能量
3）设计接地网时，应验算接触电压和跨步电压。电力系统按中性点运行方式的不同可分为大接地电流系统或中性点直接接地系统及小接地电流系统或中性点非直接接地系统，在小接地电流系统中，广泛采用阶段式电流保护作为输电线路的主要保护，保护对系统供电可靠性的影响除了保护自身的可靠性、选择性等因素外，还与电流保护的接线方式有很大的关系。所谓电流保护的接线方式是指电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。相间短路的电流保护广泛采用的是三相星形接线和两相星形接线这两种方式。
3 中性点接地方式
我国电力系统中性点接地方式有三种①中性点直接接地方式②中性点经消弧线圈或小电阻接地方式③中性点不接地方式。
110kV及以上电网的中性点均采用第①种接地方式。在这种系统中发生单相接地故障时接地短路电流很大，故称其为大接地电流系统。在大接地电流系统中发生单相接地故障的几率较高,可占总短路故障的70%左右,因此要求其接地保护能灵敏、可靠、快速地切除接地短路故障以免危及电气设备的安全。
6KV---35kV电网的中性点采用第②或第③种接地方式。在这种系统中，发生单相接地故障时接地短路电流很小，故称其为小接地电流系统。在小接地电流系统中发生单相接地故障时，并不破坏系统线电压的对称性，系统还可继续运行1、2h，同时由绝缘监察装置发出无选择性信号，由值班人员采取措施加以消除。只有在特殊情况或电网比较复杂、接地电流比较大时根据技术保安条件，才装设有选择性的接地保护，动作于信号或跳闸。所以，小接地电流系统的接地保护带有很大的特殊性。
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4 继电保护的要求
电网发生故障或出现非正常运行情况是较复杂的。一般常见而且也最危险的故障是各种形式的短路，此外还有系统过负荷引起的电网频率下降等。无论是哪种形式的短路故障，其基本特征都是导致电流剧增、电压骤降。因此一般装设过电流保护、电流速断及低电压等保护，对于低压厂变、高压电动机装设零序保护。以沧州华润电厂6KV厂用系统为例，变压器接线方式：角/星/星接线，高压侧电压2万伏、低压侧6千伏，低压侧中性点为小电阻接地方式，接地阻值9.09Ω。6KV厂用系统中性点经9.09欧姆电阻接地，单相接地电流为：
（3I0）k=6300/（9.09×1.732）=400A
（3I0）set=400/Krel
式中： Krel ——可靠系数取4；
Idz=400/4=100A
一次接地动作电流100A，再换算到二次测，为保护装置整定定值。
动作时间：0.1S 不需要和其他保护时间相配合
对继电保护的基本要求有以下四点
(1)保护动作的快速性，为了限制故障的扩大，减轻设备的损坏，提高系统的稳定性，必须快速切除故障(故障切除时间是指从发生故障起至跳闸灭弧为止的一段时间)现有的快速保护装置，其本身动作时间只有0.02、0.05秒。
(2)可靠性继电保护装置应随时保持完善、灵活的工作状态。一旦发生故障时，保护装置应能及时可靠地动作，不应由于本身的缺陷而误动或拒动。
(3)选择性保护装置仅动作于故障设备，使停电范围尽可能缩小，以保证其他设备照常运行。
(4)灵敏度保护装置应对各种故障有足够的反映能力。灵敏度用灵敏系数及m表示。反映故障时参数量增加保护装置灵敏反应，其灵敏系数为Ksen表示。
Ksen=保护区末端金属性短路参数的最小计算值/保护装置动作值
反应故障参量降低的保护装置其灵敏系数为
Ksen=保护装置动作值/保护区末端金属性短路参数的最大计算值
对于中性点经电阻接地的系统,在线路发生单相接地故障时,故障电流一般在100-l000A之间。保护装置可以根据检测到的故障电流,快速切除接地线设备，从而不易使故障点发展为两点接地故障,有利于缩短故障线路修复时间。在接地故障期间,非故障相的电压也不高于线电压。此外,这种接地方式可以将系统发生接地故障时运行设备及城市通信系统的影响限制到最小程度；中性点设备投资费用也不高；事故率可降低,有利于整个系统安全可靠运行。
5 结语
中性点不接地运行已经越来越不适应目前城网供配电系统的发展要求。随着城网电缆数量的增多和用电负荷的增加，发电厂、变电站中性点采用经消弧线圈或经小电阻接地已成为6---35kV系统中性点接地运行方式的主流。
参考文献：
[1] 戴克铭.配电系统中性点接地方式探讨.电力安全技术,2001,3(l).
[2] 侯义明等.江苏20kV配电网改造的中性点接地方式研究,2008,9(9).
[3] 贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理.中国电力出版社,1994.10.
[4] 城市配电网10kV中性点采用经小电阻接地的运行方式.西北电力试验研究院1999.12.
论文作者:滕文如
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/14
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