摘要:电力是一个国家经济发展的命脉,供配电系统中性点接地方式属于性质非常繁琐的事项,要切实的结合所在区域以及各个进展时期以及受电要素等内容来深入的分析。确定配电系统中性点的接地方式,应从供电可靠性、内过电压、对通信线的干扰、继电保护以及确保人身安全诸方面综合考虑。针对电网中性点不接地方式应用的发展及单相接地电容电流也在不断的增加,电缆馈线回路的增加,改造和合理选择电网中性点接地方式,很显然已关乎到整个体系的运作,现在受到了很多群体的重视,文章关键讲述了此接地方式相关的内容。
关键词:供配电系统;中性点;接地方式
随着社会的不断进步,电能已成为人们生产生活中最基本的不可代替的能源。然而,当电能失去控制时,就会引发各类电气事故,其中对人体的伤害即触电事故是最常见的,而人们最忽视的就是间接触电。保护接地和保护接零是防止间接触电最基本的措施。为此,建设部曾下达了有关接地及接地系统的强制性条文标准及严格的质量验收标准,故此在设计和施工中必须引起充分的重视。
1 接地的概念
接地就是将电气设备的某些部位、电力系统的某点与大地相连,提供故障电流及雷电流的泄流通道,稳定电位,提供零电位,提供零电位参考点,以确保电力系统、电气设备的安全运行,同时确保电力系统运行人员及其他人员的人身安全。接地功能是通过接地装置或接地系统来实现的。电力系统的接地装置可分为两类,一类为输电线路杆塔或微波塔的比较简单的接地装置,如水平接地体、垂直接地体、环形接地体等;另一类为发电站的接地网。
2 电力系统中性点的接地方式分类
电力系统中性点的接地方式可分为两大类,即大电流接地方式和小电流接地方式,而大电流接地方式又可细分为中性点有效接地和中性点完全接地;小电流接地方式可细分为中性点不接地、中性点谐振接地和中性点经高阻接地。各种中性点接地方式虽然表象不同,但究其实质其实均可视为中性点经一定数值的零序阻抗接地,不同的中性点接地方式只不过是零序阻抗或是零序阻抗与系统正序阻抗的比值大小不同而已。关于接地方式的划分有许多不同的标准规定,但笔者认为用单相接地故障电流电弧是否能够自熄来区分是较为科学合理的。凡是需要断路器遮断单相接地故障电流的属于大电流接地方式;凡是单相接地电流电弧能瞬间自熄而不需断路器遮断的属于小电流接地方式。
由此我们认识到当接地故障发生时,限制非故障相的工频过电压水平与限制单相接地故障电流是矛盾的两方面,两者很难兼顾。综合考虑经济及技术因素,我们认为在电网中,对于电压等级较高的电力系统,其主要矛盾是限制工频电压的升高和降低绝缘水平;而对于电压等级较低的电力系统,主要矛盾则转化为限制单相接地故障电流的危害性,而降低绝缘水平则成为次要矛盾,这是电力系统求得最佳技术经济指标的理论基础。对于电网而言,电力设备绝缘强度受经济因素的制约作用相对较小,工频电压升高的不良影响明显降低,因此限制单相接地故障电流及其一系列危害作用的任务就变得十分重要,这样可使得系统的供电可靠性、人身与设备安全、通讯干扰等问题得到显著的改善。
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3 供配电系统中性点接地方式选择
3.1 供电可靠性
单相接地故障可分为永久性故障和非永久性故障,若在电缆与架空线混合线路电缆上发生永久性故障,一般是电缆本体或终端、中间接头击穿;若发生在架空线上,一般为绝缘子碎裂、绝缘导线断线或外物碰及裸导线等。对于永久性接地故障,都应停电排除故障后恢复供电。在中性点经消弧线圈接地时可短时(不超过 2h)带故障运行,但是小接地电流系统中确定单相接地线路的“自动选线装置”在消弧线圈补偿后往往不准,只能试拉线路确定故障线路,试拉时实际上已对很多用户(往往是数条线路上的用户)短时停电。确定某条线路为接地故障后仍旧要停电,只是可在停电前转移负荷或通知用户,但也仅局限于重要用户。
3.2 继电保护
对中性点经电阻接地的系统,当发生单相接地时能迅速切除故障。在中性点不接地或经消弧线圈接地改为经电阻接地时,应加装零序电流互感器并增加零序保护。狮山变和何山变的 10kV 出线均为电缆,加装零序电流互感器有可能,零序保护一般为两阶段式——零序电流速断保护和零序电流过流保护。为了保证继电保护的选择性,零序电流速断保护动作电流应躲过被保护线路的单相接地电容电流。对于非金属性单相接地,为使各种类型的非金属性接地都能可靠动作,零序电流过流保护定值不宜太大。10kV母线零序电流保护,只能用三相电流互感器的零序过滤器或零序差动保护。为了保证继电保护的选择性,在高压供电的用户侧也应增加零序电流保护。
3.3 内过电压
中性点经电阻接地可降低单相接地工频过电压,而且能迅速切除故障线路,工频电压升高持续时间很短,这对于有累积效应的电缆绝缘有利,也为氧化锌避雷器的安全运行创造了良好条件。弧光接地过电压影响范围大、持续时间长,对设备绝缘有较大的威胁。在中性点不接地或经消弧线圈接地系统中,弧光点燃和熄灭过程中会产生严重的弧光接地过电压。在中性点不接地系统中,由于电磁式电压互感器(配电系统中都采用此种互感器)的励磁电感和线路的对地电容形成非线性谐振回络,在特定情况下引起分频、工频或高频铁磁谐振过电压。在PT中性点串电阻、PT二次开口三角绕组接入消谐器等的效果并不显著,仍经常发生 PT熔丝熔断、PT过热烧毁等。在中性点经电阻接地后谐振无法产生,所以这是消除铁磁揩振过电压最有效的措施。
3.4 确保人身安全
无论配电系统是中性点不接地或经消弧线圈接地还是中性点经电阻接地,如果工作人员误登带电杆塔或在工作中误碰带电导体,即使时间很短也可能造成人员触电伤亡事故。配电系统的架空线一般分布较广,高度也不高,时有发生外物误碰高压线以及高压线断线情况,中性点经电阻接地可以立即跳闸,避免发生高压触电事故。
4 结语
电力系统中性点接地方式是一个很重要的综合性问题,它不仅涉及到电网的运行可靠性、过电压、绝缘水平的选择和保护的配置,而且对通信干扰、接地装置及人身安全都有重要影响。随着城市配电网容量的扩大,电容电流不断增大,各种形式的自动跟踪消弧线圈相继出现,中性点经智能消弧线圈接地系统现被广泛使用,特别是随着微电子技术、检测技术的发展和应用,中性点经智能消弧线圈+接地故障智能检测装置接地系统的应用前景将会更加广阔。
参考文献
[1]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].清华大学出版社.
[2]童敏明,唐守锋.检测与转换技术[M].中国矿业大学出版社.
[3]田启斌.浅析中压供配电系统中性点接地方式[J].工业技术,2013(04).
论文作者:黄号
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/9
标签:电流论文; 过电压论文; 单相论文; 故障论文; 方式论文; 系统论文; 电力系统论文; 《基层建设》2017年第11期论文;