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      電氣知識

      中性點接地

      點擊數(shù):13222018-03-12 15:59:03 來源: 中性點接地方式

      中性點接地

      三相交流電力系統(tǒng)中性點與大地之間的電氣連接方式,稱為電網(wǎng)中性點接地方式。中性點接地方式涉及電網(wǎng)的安全可靠性、經(jīng)濟性;同時直接影響系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平的選擇、過電壓水平及繼電保護方式、通訊干擾等。一般來說,電網(wǎng)中性點接地方式也就是變電所中變壓器的各級電壓中性點接地方式。

      接地方式


      中性點有效接地
      我國110kV及以上電網(wǎng)一般采用大電流接地方式,即中性點有效接地方式(在實際運行中,為降低單相接地電流,可使部分變壓器采用不接地方式),這樣中性點電位固定為地電位,發(fā)生單相接地故障時,非故障相電壓升高不會超過1.4倍運行相電壓;暫態(tài)過電壓水平也較低;故障電流很大,漏電保護能迅速動作于跳閘,切除故障,系統(tǒng)設(shè)備承受過電壓時間較短。因此,大電流接地系統(tǒng)可使整個系統(tǒng)設(shè)備絕緣要求水平降低,從而大幅降低造價。
      中性點非有效接地
      6~35kV配電網(wǎng)一般采用小電流接地方式,即中性點非有效接地方式。近幾年來兩網(wǎng)改造,使中、小城市6~35kV配電網(wǎng)電容電流有很大的增加,如不采取有效措施,將危及配電網(wǎng)的安全運行。
      中性點非有效接地方式主要可分為以下三種:不接地、經(jīng)消弧線圈接地及經(jīng)電阻接地。

      背景


      中壓電網(wǎng)以35KV、10KV、6KV三個電壓應(yīng)用較為普遍,其均為中性點非接地系統(tǒng),但是隨著供電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,特別是采用電纜線路的用戶日益增加,使得系統(tǒng)單相接地電容電流不斷增加,導(dǎo)致電網(wǎng)內(nèi)單相接地故障擴展為事故。我國電氣設(shè)備設(shè)計規(guī)范中規(guī)定35KV電網(wǎng)如果單相接地電容電流大于10A,3KV—10KV電網(wǎng)如果接地電容電流大于30A,發(fā)電機單相接地電流超過5A,都需要采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式,而《城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》(施行)第59條中規(guī)定“35KV、10KV城網(wǎng),當電纜線路較長、系統(tǒng)電容電流較大時,也可以采用電阻方式”。因?qū)χ袎弘娋W(wǎng)中性點接地方式,世界各國也有不同的觀點及運行經(jīng)驗,就我國而言,對此在理論界、工程界也是討論的熱點問題,在中壓電網(wǎng)改造中,其中性點的接地方式問題,現(xiàn)已引起多方面的關(guān)注,面臨著發(fā)展方向的決策問題。

      可靠性


      我國中壓電網(wǎng)的供電系統(tǒng)中,大部分為小電流接地系統(tǒng)(即中性點不接地或經(jīng)消弧線圈或電阻接地系統(tǒng))。我國采用經(jīng)消弧線圈接地方式已運行多年,但近幾年有部分區(qū)域采用中性點經(jīng)小電阻接地方式,為此對這兩種接地方式作以分析,對于中性點不接地系統(tǒng),因其是一種過度形式,其隨著電網(wǎng)的發(fā)展最終將發(fā)展到上述兩種方式。
      中性點經(jīng)小電阻接地方式世界上以美國為主的部分國家采用中性點經(jīng)小電阻接地方式,原因是美國在歷史上過高的估計了弧光接地過電壓的危害性,而采用此種方式,用以泄放線路上的過剩電荷,來限制此種過電壓。中性點經(jīng)小電阻接地方式中,一般選擇電阻的值較小。在系統(tǒng)單相接地時,控制流過接地點的電流在500A左右,也有的控制在100A左右,通過流過接地點的電流來啟動零序保護動作,切除故障線路。
      優(yōu)缺點:
      1.系統(tǒng)單相接地時,健全相電壓不升高或升幅較小,對設(shè)備絕緣等級要求較低,其耐壓水平可以按相電壓來選擇。
      2.接地時,由于流過故障線路的電流較大,零序過流保護有較好的靈敏度,可以比較容易檢除接地線路。
      3.由于接地點的電流較大,當零序保護動作不及時或拒動時,將使接地點及附近的絕緣受到更大的危害,導(dǎo)致相間故障發(fā)生。
      4.當發(fā)生單相接地故障時,無論是永久性的還是非永久性的,均作用與跳閘,使線路的跳閘次數(shù)大大增加,嚴重影響了用戶的正常供電,使其供電的可靠性下降。
      中性點經(jīng)消弧線圈接地方式
      1916年發(fā)明了消弧線圈,并于1917年首臺在德國Pleidelshein電廠投運至今,已有100年的歷史,運行經(jīng)驗表明,其廣泛適用于中壓電網(wǎng),在世界范圍有德國、中國、前蘇聯(lián)和瑞典等國的中壓電網(wǎng)均長期采用此種方式,顯著提高了中壓電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行水平。
      采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式,在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時,流過接地點的電流較小,其特點是線路發(fā)生單相接地時,可不立即跳閘,按規(guī)程規(guī)定電網(wǎng)可帶單相接地故障運行2小時。從實際運行經(jīng)驗和資料表明,當接地電流小于10A時,電弧能自滅,因消弧線圈的電感的電流可抵消接地點流過的電容電流,若調(diào)節(jié)得很好時,電弧能自滅。對于中壓電網(wǎng)中日益增加的電纜饋電回路,雖接地故障的概率有上升的趨勢,但因接地電流得到補償,單相接地故障并不發(fā)展為相間故障。因此中性點經(jīng)消弧線圈接地方式的供電可靠性,大大的高于中性點經(jīng)小電阻接地方式。
      存在問題:
      1.當系統(tǒng)發(fā)生接地時,由于接地點殘流很小,且根據(jù)規(guī)程要求消弧線圈必須處于過補償狀態(tài),接地線路和非接地線路流過的零序電流方向相同,故零序過流、零序方向保護無法檢測出已接地的故障線路。
      2.因運行在中壓電網(wǎng)的消弧線圈大多為手動調(diào)匝的結(jié)構(gòu),必須在退出運行才能調(diào)整,也沒有在線實時檢測電網(wǎng)單相接地電容電流的設(shè)備,故在運行中不能根據(jù)電網(wǎng)電容電流的變化及時進行調(diào)節(jié),所以不能很好的起到補償作用,仍出現(xiàn)弧光不能自滅及過電壓問題。
      中性點經(jīng)消弧線圈接地方式存在的兩大缺點,也是兩大技術(shù)難題,多年來電力學(xué)者致力于解決這一技術(shù)難題,隨著微電子技術(shù)、檢測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,我國已研制生產(chǎn)出自動跟蹤消弧線圈及單相接地選線裝置,并已投入實際運行取得良好效果,正處在推廣應(yīng)用階段。(2013)

      展望


      中壓電網(wǎng)的中性點接地方式在國內(nèi)也有不同的觀點,并已成為電網(wǎng)改造中的一個熱點問題,根據(jù)我國多年的運行經(jīng)驗及科學(xué)技術(shù)的進步,解決了中壓電網(wǎng)中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)長期難以解決的技術(shù)難題。自動跟蹤消弧線圈及接地選線裝置的不斷完善和推廣應(yīng)用,為中壓電網(wǎng)中性點經(jīng)消弧線圈接地提供了技術(shù)保障。為此,在我國采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式是我國中壓電網(wǎng)的發(fā)展方向。

      中性點接地方式


      三相交流電力系統(tǒng)中性點與大地之間的電氣連接方式,稱為電網(wǎng)中性點接地方式。

      基本概念


      中性點接地方式涉及電網(wǎng)的安全可靠性、經(jīng)濟性;同時直接影響系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平的選擇、過電壓水平及繼電保護方式、通訊干擾等。一般來說,電網(wǎng)中性點接地方式也就是變電所中變壓器的各級電壓中性點接地方式。

      應(yīng)用情況



      我國110kV及以上電網(wǎng)一般采用大電流接地方式,即中性點有效接地方式(在實際運行中,為降低單相接地電流,可使部分變壓器采用不接地方式),包括中性點直接接地和中性點經(jīng)低阻接地。這樣中性點電位固定為地電位,發(fā)生單相接地故障時,非故障相電壓升高不會超過1.4倍運行相電壓;暫態(tài)過電壓水平也較低;故障電流很大,繼電保護能迅速動作于跳閘,切除故障,系統(tǒng)設(shè)備承受過電壓時間較短。因此,大電流接地系統(tǒng)可使整個系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平降低,從而大幅降低造價。
      6~35kV配電網(wǎng)一般采用小電流接地方式,即中性點非有效接地方式。包括中性點不接地、高阻接地、經(jīng)消弧線圈接地方式等。在小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時,由于中性點非有效接地,故障點不會產(chǎn)生大的短路電流,因此允許系統(tǒng)短時間帶故障運行。這對于減少用戶停電時間,提高供電可靠性是非常有意義的。
      近幾年來兩網(wǎng)改造,使中、小城市6~35kV配電網(wǎng)電容電流有很大的增加,如不采取有效措施,將危及配電網(wǎng)的安全運行。


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