引言:电力系统中性点接地方式主要是指发电机和变压器中性点与地之间的连接方式,主要分为中性点有效接地系统和中性点非有效接地系统,在实际应用过程中,还可以根据具体情况对中性点接地方式进行进一步划分。随着供电网络全面发展,电缆类用户数量不断增加,加强对电力系统中性点接地方式探讨分析具有十分重要的现实意义。
一、电力系统中几种常见的中性点接地方式
电力系统中性点接地方式主要是指发电机和变压器中性点与地之间的连接方式,主要分为大接地电流系统和小接地电流系统,其中大接地电流系统就是中性点直接接地电流系统,小接地电流系统又分为中性点不接地系统和中性点经消弧线圈或电阻接地系统。在当前电力系统中,中性点不接地或经消弧线圈接地的小接地电流系统应用概率较大。但是近几年来,供电网络日益复杂化,电力系统中的用户数量大幅度提高,在实际应用中对电力系统提出了更高的要求,因此要对中性点接地方式进行具体分析,在不同情况、不同要求下,选择不同的中性点接地方式。以中性点直接接地的电力网为例,如果在电力系统中应用这一接地方式,可以有效排除故障。这是因为即使发生单相接地故障,中性点电位仍为零,没有故障部位的相对地电压也不会发生变化。而且这种接地方式下,单相接地短路电流较大,因此可以在短时间内快速切断电路,从而及时的恢复供电,保证供电稳定性[1]。
二、影响电力系统中性点接地方式常见因素
根据前文分析,对电力系统中性点接地方式有了简单的了解,作为电力系统中的一个综合性问题,在确定电力系统中性点接地方式的过程中,必须要充分考虑到每一个方面,这就需要全面了解影响电力系统中性点接地方式的具体因素,主要包括以下几个方面:
(一)供电可靠性
在实际应用的过程中,电力系统的核心关键就是要保证供电可靠性,在实际应用过程中,保证供电可靠,避免出现大范围故障,是目前的核心关键。在电力系统中最常见的故障问题就是单相接地,作为电网中最常见的一种故障,在设计电力系统中性点接地方式时,必须要得到重视。根据实际数据显示,中性点直接接地系统单相接地时会产生较大的接地电流,严重情况下,甚至会大于三相短路电流。因此,在电力系统中出现单相接地故障时,必须在第一时间将它切除,以此避免其发生永久性故障,最大程度保证供电可靠性。从供电可靠性这一因素上看,小接地电流电网,特别是经消弧圈接地的电网在电力系统中应用效果更优,安全性更高,稳定性也相对较强[2]。
(二)绝缘水平
不仅是供电可靠性问题,在电力系统中,绝缘问题始终都是研究的重点内容,从绝缘水平上看,中性点接地方式对绝大部分的电气设备和线路的绝缘水平都会产生影响,尤其是电力系统中的过电压问题,在实际运行中,必须要得到重视。由此可证明了,中性点接地方式对绝缘水平有着很大影响,从实际运行情况上看,大部分电气设备和线路的绝缘水平需要充分考虑到电压问题,重点针对长期最大工作电压内容,除此之外,还要考虑到不同过电压的大小问题。比如:中性点非有效接地系统中,无论最大长期工作电压还是各种过电压均相对较大,和中性点有效接地系统相比,绝缘水平就会性对较低。总的来说,如果考虑电力系统绝缘水平问题,那么中性点接地方式以中性点直接接地方式为宜,这种接地方式的接受程度较高。
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(三)继电可靠性
在实际应用过程中,继电可靠性问题也值得进行深入分析,只要提高继电保护工作的可靠性,那么电力系统的运行可靠性也会得到根本上的保障。根据上述分析,常见的中性点接地方式中,中性点接地系统中有一种接地方式为中性点不接地,这种接地方式中,单相接地电流相对较低,甚至低于正常负荷电流,不仅是这一种接地方式,经消弧圈接地的系统中也是如此,在实际应用中,为了保证继电可靠性,往往不会选择这两种接地方式,由此可知,在实际应用,虽然接地方式较多,但大部分情况下,想要真正实现有选择性的采用接地保护是极为困难的一种情况,而在这一影响因素中,在中性点直接接地系统则较为合适。因此在进行电力系统设计的过程中,如果出现接地电流较大的情况,且想要保证继电保护稳定运行,就可以选择中性点直接接地系统,这种系统在实际应用过程中,可以迅速而准确地切断故障,并且从根本上保证保护装置结构简单,工作可靠。
(四)信号系统干扰
除了上述因素之外,在实际应用过程中,还要对信号系统干扰进行分析,这也是影响电力系统中性点接地方式常见因素之一。在电力系统实际运行过程中,如果三相对称,那么不论中性点接地方式是什么,中性点的电位始终为零,且电流和电压之间三相对称,所以不会对通信信号产生干扰问题。这是因为在三相对称的情况下,线路周围空间各点形成的电场和磁场均彼此抵消。但如果电网出现单相接地,那么就会产生较为强大的信号系统干扰源,随着电流的提高,干扰就会各越发严重。从这一因素角度上看,中性点直接接地系统较为不利,并不适用于大部分电力系统中。
三、电力系统中性点接地方式实际案例研究
为了进一步验证前文分析结果的准确性和可行性,本文以船舶中压电力系统中性点接地方式为实际案例,具体分析电力系统中各种不同中性点接地方式的优缺点,以此为后期其他行业电力系统选择中性点接线方式通过参考。在实际应用过程中,船舶使用的电力系统一般为中压电力系统,尤其是大型船舶,都会使用这一电力系统作为主要供电模式。但是这种电力系统中使用中性点接地方式是一个较为复杂的系统问题,会对船舶中的船员生命安全以及船舶电网运行可靠性造成威胁,必须要得到重视。根据前文分析可知,中性点接地方式可分为中性点不接地系统和中性点接地系统两大类,而中性点接地系统还可以进一步划分成四种方式,通过这些接地方式故障情况的分析,最终发现在中性点不接地系统中下,即便出现故障,故障之外的系统也可以稳定运行,但在实际应用过程中,无法消除系统产生的电弧,大概率造成短路故障问题。所以,中性点不接地系统可以用于简单的中低压船舶。中性点接地系统中大多用于陆地高压输电系统,并不适用于船舶。比如:某船厂将万箱级集装箱船进行改造,值得一提的是,在改造升级前,采用中性点不接地的方式,发生过故障,而且耗费了大量时间进行排查,随着时间的推移,最终引发了间歇性电弧,并造成了相间短路,烧坏数台机舱辅机马达。为了解决这一问题,在采用中性点不接地方式的过程中,还增加了接地检测报警装置,以此可以及时发现故障发生过程中出现问题,让系统安全得到显著改善,提高了工作效率。
总结:综上所述,电力系统中性点接地方式有很多种,在实际应用过程中,会产生不同的影响,因此,设计电力系统时,先要考虑系统接地方式,根据不同情况,有针对性地选择中性点接地方式,让电力系统更加稳定,保证周围人员安全。通过本文分析,在选择电力系统中性点接地方式的过程中,要考虑到系统运行可靠性问题。
参考文献:
[1]施文丰,黄跃进,龚理,等.中性点低电阻接地方式在孤网系统中的应用[J].电气应用,2018,37(20):26-28+33.
论文作者:郭建富
论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年3期
论文发表时间:2019/11/1
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