1 电力系统中性点接地方式的分类
电力系统中性点接地方式有两大类,一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地,称为大接地电流系统,另一类是
中性点不接地,经过消弧线圈或高阻抗接地,称为小接地电流系统。其中采用电广泛的是中性点接地,中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地等三种方式。
1.1中性点不接地系统
中性点不接地方式,即中性点对地绝缘,结构简单,运行方便,不需任何附加设备,投资省、适用于农村10KV架空线路长的辐射形或树状形的供电网络。当中性点不接地的系统中发生一相接地时,接在相间电压上的受电器的供电并未遭到破坏,它们可以继续运行,但是这种电网长期在一相接地的状态下运行,也是不能允许的,因为这时非故障电压升高,绝缘薄弱点很可能被击穿,而引起两相接地短路,将严重地损坏电气设备。所以,在中性点不接电网中,必须设专门的监察装置,以便使运行人员及时地发现一相接地故障,从而切除电网中的故障部分。在中性点不接地系统中,当接地的电容电流较大时,在接地处引起的电弧就很难自行熄灭,在接地处还可能出现所谓间隙电弧,即周期地熄灭火与重燃的电弧。由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路,间歇电弧将引起相对地的过电压,其数值可达(2.5-3)UX,这种过压会传输到接地点有直接电连接的整个电网上,更容易引起另一相对地击穿,而形成两相接地短路。
在电压为3-10KV的电力网中,一相接地时的电容电流不允许大于30A,否则,电弧不能自行熄灭,在20-60KV电压级的电力网中,间歇电弧所引起的过电压,数值更大,对于没设备绝缘更为危险,而且由于电压较高,电弧更难自行熄灭,因此,在这些电网中,规定一相接地电流不得大于10A。
1.2中性点经消弧线圈接地系统
当一相接地电容电流超过了上述的允许值时,可以用中性点经消弧线圈接地的方法来解决,该系统即称为中性点经消弧线圈接地系统。
采用中性点消弧线圈接地方式,即在中性点和大地之间接入一个电感消弧线圈,消弧线圈主要带有气隙的铁芯和套在铁芯上的绕阻组成,它们被放在充满变压器油的油箱内,绕组的电阻很小,电抗很大。消弧线圈的电感,可用改变接入绕组的匝数加以调节,显然,在正常的运行状态下,由于系统中性点的电压三相不对称电压,数值很小,所以通过消弧线圈的电流也很小,采用过补偿方式,即使系统的电容电流突然的减少(如某回线路切除)也不会引起谐振,而是离谐振点更远。
在系统发生单相接地故障时,利用消弧线圈的电感电流对接地电容电流进行补偿,使流过接地点的电流减小到能自行熄弧范围,其特点是线路发生单相接地时,按规程规定电网可带单相接地故障运行2小时,对于中压电网,因接地电流得到补偿,单相接地故障并不发展为相间故障,因此中性点经消弧线圈接地方式的供电可靠性,大大的高于中性点经小电阻接地方式。在中性点经消弧线圈接地的系统中,一相接地和中性点不接地系统一样,故障相对地电压为零,非故障相对地电压升高至倍,三相线电压仍然保持对称和大小不变,所以也允许暂时运行,但不得超过两小时,消弧线圈的作用对瞬时性接地系统故障尤为重要,因为它使接地处的电流大大减小,电弧可能自动熄灭。接地电流小,还可减轻对附近弱点线路的影响。在中性点消弧线圈接地的系统中,各相对绝缘和中性点不接地系统一样,也必须按线电压设计。
1.3中性点直接接地系统
中性点经电阻接地方式,即中性点与大地之间接入一定阻值的电阻,该电阻与系统对地电容构成并联回路,由于电阻是耗能元件,也是电容电荷释放元件和谐振的阻压元件,对防止谐振过电压和间歇性电弧接地过电压,有一定的优越性。
中性点的电位在电网的任何工作状态下均保持为零,在这种系统中,当生一相接地时,这一相直接经过接地点和接地的中性点短路,一相接地短路电流的数值最大,因而应立即使继电保护动作,将故障部分切除。
中性点直接接地或经过电抗器接地系统,在发生一相接地故障时,故障的送电线被切断,因而使用户的供电中断,运行经验表明,在1000V以上的电网中,大多数的一相接地故障,尤其是架空送电线路的一相接地故障,大都具有瞬时的性质,在故障部分切除后,接地处的绝缘可能迅速恢复,而送电线可以立即恢复工作。目前在中性点直接接地的电网内,为了提高供电可靠性,均装设自动重合闸装置,在系统一相接地线路切除后,立即自动重合,再试送一次,如为瞬时故障,送电即可恢复。
中性点直接接地的主要优点是它在发生一相接地故障时,非故障相对电压不会增高,因而各相对地绝缘即可按相对地电压考虑,电网的电压愈高,
经济效果愈大,而且在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中,单相接地电流往往比正常负荷电流小得多,因而要实现有选择性的接地保护就比较困难,但在中性点直接接地系统中,实现就比较困难,但在中性点直接接地系统中,实现就比较容易,由于接地电流较大,继电保护一般都能迅速而准确地切除故障线路,且保护装置简单,工作可靠。
2目前我国电力系统中性点的运行方式
目前我国电力系统中性点的运行方式,大体是:
2.1对于6-10KV系统,由于设备绝缘水平按线电压考虑对于设备造价影响不大,为了提高供电可靠性,一般均采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。
2.2对于110KV及以上的系统,主要考虑降低设备绝缘水平,简化继电保护装置,一般均采用中性点直接接地的方式,并采用送电线路全线架设避雷线和装机自动重合闸装置等措施,以提高供电可靠性。
2.320-60KV的系统,是一种中间情况,一般一相接地时的电容电流不很大,网络不很复杂,设备绝缘水平的提高或降低对于造价影响不很显著,所以一般均采用中性点经消弧线圈接地方式。
2.41KV以下的电网的中性点采用不接地方式运行,但电压为380/220V的系统,采用三相五线制,零线是为了取得机电压,地线是为了安全。
结束语。各地应根据当地配电网的发展水平,电网结构特点,从长远的发展观点,因地制宜地确定配电网中性点接地方式。
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