摘要:电力系统接地方式涉及电网的安全运行、供电可靠性、用户用电安全等诸多重要问题,涉及过电压与绝缘配合、继电保护、通信与自控、电磁兼容、接地设计等诸多领域,是一个内容广泛的系统问题。电力系统中性点接地方式的选择需考虑多方面因素。本文主要论述了我国电力系统中性点接地方式的选择及各自特点。
关键词:中性点;接地方式;选择;特点。
一、接地方式的选择标准
电力系统中性点接地方式的选择主要考虑以下几个方面。
1.供电可靠性
供电的可靠性是对电力系统的主要要求之一。当网络中各元件和用电设备的可靠性相同时,则供电可靠性就只取决于电源中性点的工作方式。采用不同的中性点接地方式会使供电可靠性有所差异。
2.安全因素
安全因素是选择电网接地方式时重要的考虑因素。不同的中性点接地方式在发生人身触电事故时,流过人身的故障电流以及电弧能量的大小是不一样的,系统断路器的动作时限也不同,所以对触电人员的伤害也有轻重之分;另外不同的中性点接地方式与网络中各类电器设备的安全与否密切相关,电气设备发生短路时,故障电流的大小往往和电网中性点接地方式有着直接的关系。
3.过电压因素
中性点接地方式的选择往往直接影响到电网内外过电压、过电流的大小。出于对抑制电网过电压、过电流危害的考虑必须选择合适的中性点接地方式。
4.电网继电保护的选择性和灵敏性
不同接地方式下,系统中继电保护的灵敏性和选择性不同,这也是考虑中性点接地方式的重要依据。
5.电弧重燃的条件
在不接地系统中,电弧的起弧、重燃或者振荡的接地故障,在某些条件下能产生高达6倍于正常电压的冲击电压,而在谐振接地系统中则不会出现这种情况,所以不同的接地方式对故障电弧的产生和熄灭有很大的影响。
二、各种接地方式的基本特点
1.中性点不接地方式
这种接地方式当发生单相接地故障时,三相线电压仍然可以保持平衡,并继续供电一段时间,且流经故障点的稳态电流就是单相对地电容电流,通常只有几十安培,远小于正常负荷电流,所以一般不会对线路、电缆或其他设备造成破坏,但是持续时间不能太长。
2.中性点经消弧线圈接地方式
中性点装设消弧线圈后,电网发生单相接地时,单相接地电容电流得到了消弧线圈的感性电流的补偿。如果能将故障点的残余电流减少到5A左右,就可促使电弧不易重燃,从而可以自动消除电网的瞬间单相接地故障。
3.中性点经电阻接地方式
中性点经电阻接地就是在电网中性点串联接入某一电阻器,泄放单相接地电弧后半波的能量,从而减少电弧重燃的可能性,抑制电网过电压的辐值。电阻接地系统有高电阻接地和低电阻接地的区别。
4.中性点直接接地方式
中性点直接接地系统是中性点经电阻接地方式中电阻为零的方式,在中性点直接接地系统发生时,由于中性点直接接地,强迫中性点保持地电位,则非故障相的电压不会改变。
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三、各种接地方式的综合评价
1.中性点不接地方式
(1)当发生单相接地故障时,只非故障相电压升高,而线电压维持不变,所以不影响三相设备的正常运行,这是该种接地方式的最主要优点。且当单相接地电容电流不大(如5A)时,其所引起的热效应能为电网的各个元件的绝缘所承受,所以允许电网带接地故障运行1~2小时,这无疑提高了供电的可靠性。
(2)当电网电容电流较小时,中性点不接地方式简单、经济、大多数接地故障都可以可靠消除,供电可靠性较高;而如果电网电容电流在熄弧临界值以上时,多数接地故障都不能可靠熄弧,所以会对供电可靠性产生不良影响。
2.中性点谐振接地方式
(1)自动消弧线圈能够实时检测电网的电容电流,以调整补偿电流,使补偿后的残流小于10A,所以在线路绝缘子发生雷击闪络时,在雷电流过后能把工频续流控制在10A以内,使其不产生持续燃烧的接地电弧,有效控制电网雷击跳闸率。
(2)中性点经消弧线圈接地,特别是自动跟踪补偿消弧线圈接地时,大多数瞬间性接地电弧都可可靠熄灭,形不成永久性的接地故障,即使发生了贯穿性击穿也会因为接地电流较小而使绝缘破坏的程度较轻,便于维修。所以中性点经消弧线圈接地的电网的运行可靠性最高。
3.中性点电阻接地方式
(1)电网经小电阻接地可以有效抑制电压互感器磁饱和引起的铁磁谐振过电压和断线谐振过电压,能将单相接地时的异常过电压抑制在运行相电压的2.8倍以下。
(2)中性点经小电阻接地时,接地故障点电流大(可达600A~1000A),在雷击绝缘子闪络时一般都会使线路跳闸,使电网雷击跳闸率升高。
(3)中性点经电阻接地配合零序保护,在大多数瞬间故障发生时都会使馈线开关跳闸,且故障电流大,加大了开关触头的磨损,也使故障点的电位升高了,对人身安全构成危害,也降低了供电可靠性。
4.中性点直接接地方式
中性点直接接地方式运行的系统,电气设备的接地绝缘只需按相电压考虑,这对于110KV及以上的高压系统来说,由于绝缘造价的降低同时还改善了保护设备的工作性能,所以是很有经济技术价值的。中性点直接接地系统的主要缺点是,单相接地时构成回路,接地回路通过短路电流,且各相之间电压不再是对称的。为防止大的短路电流损坏设备,必须迅速地切除接地相甚至三相。当线路切除时,常常采用自动重合闸等措施补救。中性点直接接地的另一个缺点是线路发生短路故障对邻近通信线路有电磁干扰。
四、结论
1.对于电容电流小于10A的电网,宜采用中性点不接地方式,这种方式简单、经济、供电可靠性也较高,只是要注意消除铁磁谐振过电压。
2.对于电容电流大于10A的架空或架空、电缆混合线路宜采用消弧线圈接地方式,它可以降低电网故障建弧率,消除铁磁谐振过电压,有效抑制弧光接地过电压。
3.小电阻接地和中性点直接接地虽能有效地防止电网铁磁谐振过电压,抑制弧光接地过电压,但对接地故障电流的放大关系对防雷过电压不利,降低了供电可靠性,加大了开关的维护工作量,只有在对内部过电压有特殊要求时才考虑使用。
参考文献:
[1] 李福寿.中性点非有效接地电网的运行[M].北京:水利电力出版社,1993.
[2] 戴克铭.配电系统中性点接地方式的分析[J].电网技术,2000,
[3] 要焕年,曹梅月.电缆网络的中性点接地方式问题[J].电网技术,
[4] 陆国庆,姜新宇,梅中健等.配电网中性点接地的新途径[J].电网技术,2004.
论文作者:张磊,孙家英
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/7
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