張　輝

摘要:電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)步及電力系統(tǒng)許多方面的綜合性技術(shù)課題,它不僅涉及到電網(wǎng)本身的安全可靠性,過電壓絕緣水平的選擇,而且對(duì)通訊干擾、人身安全有重要影響。

關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);中性點(diǎn)

1 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的分類

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有兩大類,一類是中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)過低阻抗接地,稱為大接地電流系統(tǒng),另一類是

中性點(diǎn)不接地,經(jīng)過消弧線圈或高阻抗接地,稱為小接地電流系統(tǒng)。其中采用電廣泛的是中性點(diǎn)接地,中性點(diǎn)經(jīng)過消弧線圈接地和中性點(diǎn)直接接地等三種方式。

1.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

中性點(diǎn)不接地方式,即中性點(diǎn)對(duì)地絕緣,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行方便,不需任何附加設(shè)備,投資省、適用于農(nóng)村10KV架空線路長(zhǎng)的輻射形或樹狀形的供電網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中發(fā)生一相接地時(shí),接在相間電壓上的受電器的供電并未遭到破壞,它們可以繼續(xù)運(yùn)行,但是這種電網(wǎng)長(zhǎng)期在一相接地的狀態(tài)下運(yùn)行,也是不能允許的,因?yàn)檫@時(shí)非故障電壓升高,絕緣薄弱點(diǎn)很可能被擊穿,而引起兩相接地短路,將嚴(yán)重地?fù)p壞電氣設(shè)備。所以,在中性點(diǎn)不接電網(wǎng)中,必須設(shè)專門的監(jiān)察裝置,以便使運(yùn)行人員及時(shí)地發(fā)現(xiàn)一相接地故障,從而切除電網(wǎng)中的故障部分。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中,當(dāng)接地的電容電流較大時(shí),在接地處引起的電弧就很難自行熄滅,在接地處還可能出現(xiàn)所謂間隙電弧,即周期地熄滅火與重燃的電弧。由于電網(wǎng)是一個(gè)具有電感和電容的振蕩回路,間歇電弧將引起相對(duì)地的過電壓,其數(shù)值可達(dá)(2.5-3)UX,這種過壓會(huì)傳輸?shù)浇拥攸c(diǎn)有直接電連接的整個(gè)電網(wǎng)上,更容易引起另一相對(duì)地?fù)舸?而形成兩相接地短路。

在電壓為3-10KV的電力網(wǎng)中,一相接地時(shí)的電容電流不允許大于30A,否則,電弧不能自行熄滅,在20-60KV電壓級(jí)的電力網(wǎng)中,間歇電弧所引起的過電壓,數(shù)值更大,對(duì)于沒設(shè)備絕緣更為危險(xiǎn),而且由于電壓較高,電弧更難自行熄滅,因此,在這些電網(wǎng)中,規(guī)定一相接地電流不得大于10A。

1.2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

當(dāng)一相接地電容電流超過了上述的允許值時(shí),可以用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方法來解決,該系統(tǒng)即稱為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。

采用中性點(diǎn)消弧線圈接地方式,即在中性點(diǎn)和大地之間接入一個(gè)電感消弧線圈,消弧線圈主要帶有氣隙的鐵芯和套在鐵芯上的繞阻組成,它們被放在充滿變壓器油的油箱內(nèi),繞組的電阻很小,電抗很大。消弧線圈的電感,可用改變接入繞組的匝數(shù)加以調(diào)節(jié),顯然,在正常的運(yùn)行狀態(tài)下,由于系統(tǒng)中性點(diǎn)的電壓三相不對(duì)稱電壓,數(shù)值很小,所以通過消弧線圈的電流也很小,采用過補(bǔ)償方式,即使系統(tǒng)的電容電流突然的減少(如某回線路切除)也不會(huì)引起諧振,而是離諧振點(diǎn)更遠(yuǎn)。

在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí),利用消弧線圈的電感電流對(duì)接地電容電流進(jìn)行補(bǔ)償,使流過接地點(diǎn)的電流減小到能自行熄弧范圍,其特點(diǎn)是線路發(fā)生單相接地時(shí),按規(guī)程規(guī)定電網(wǎng)可帶單相接地故障運(yùn)行2小時(shí),對(duì)于中壓電網(wǎng),因接地電流得到補(bǔ)償,單相接地故障并不發(fā)展為相間故障,因此中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式的供電可靠性,大大的高于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中,一相接地和中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)一樣,故障相對(duì)地電壓為零,非故障相對(duì)地電壓升高至倍,三相線電壓仍然保持對(duì)稱和大小不變,所以也允許暫時(shí)運(yùn)行,但不得超過兩小時(shí),消弧線圈的作用對(duì)瞬時(shí)性接地系統(tǒng)故障尤為重要,因?yàn)樗菇拥靥幍碾娏鞔蟠鬁p小,電弧可能自動(dòng)熄滅。接地電流小,還可減輕對(duì)附近弱點(diǎn)線路的影響。在中性點(diǎn)消弧線圈接地的系統(tǒng)中,各相對(duì)絕緣和中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)一樣,也必須按線電壓設(shè)計(jì)。

1.3中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)

中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式,即中性點(diǎn)與大地之間接入一定阻值的電阻,該電阻與系統(tǒng)對(duì)地電容構(gòu)成并聯(lián)回路,由于電阻是耗能元件,也是電容電荷釋放元件和諧振的阻壓元件,對(duì)防止諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓,有一定的優(yōu)越性。

中性點(diǎn)的電位在電網(wǎng)的任何工作狀態(tài)下均保持為零,在這種系統(tǒng)中,當(dāng)生一相接地時(shí),這一相直接經(jīng)過接地點(diǎn)和接地的中性點(diǎn)短路,一相接地短路電流的數(shù)值最大,因而應(yīng)立即使繼電保護(hù)動(dòng)作,將故障部分切除。

中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)過電抗器接地系統(tǒng),在發(fā)生一相接地故障時(shí),故障的送電線被切斷,因而使用戶的供電中斷,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,在1000V以上的電網(wǎng)中,大多數(shù)的一相接地故障,尤其是架空送電線路的一相接地故障,大都具有瞬時(shí)的性質(zhì),在故障部分切除后,接地處的絕緣可能迅速恢復(fù),而送電線可以立即恢復(fù)工作。目前在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)內(nèi),為了提高供電可靠性,均裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置,在系統(tǒng)一相接地線路切除后,立即自動(dòng)重合,再試送一次,如為瞬時(shí)故障,送電即可恢復(fù)。

中性點(diǎn)直接接地的主要優(yōu)點(diǎn)是它在發(fā)生一相接地故障時(shí),非故障相對(duì)電壓不會(huì)增高,因而各相對(duì)地絕緣即可按相對(duì)地電壓考慮,電網(wǎng)的電壓愈高,經(jīng)濟(jì)效果愈大,而且在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中,單相接地電流往往比正常負(fù)荷電流小得多,因而要實(shí)現(xiàn)有選擇性的接地保護(hù)就比較困難,但在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)就比較困難,但在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)就比較容易,由于接地電流較大,繼電保護(hù)一般都能迅速而準(zhǔn)確地切除故障線路,且保護(hù)裝置簡(jiǎn)單,工作可靠。

2目前我國(guó)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式

目前我國(guó)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式,大體是:

2.1對(duì)于6-10KV系統(tǒng),由于設(shè)備絕緣水平按線電壓考慮對(duì)于設(shè)備造價(jià)影響不大,為了提高供電可靠性,一般均采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式。

2.2對(duì)于110KV及以上的系統(tǒng),主要考慮降低設(shè)備絕緣水平,簡(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置,一般均采用中性點(diǎn)直接接地的方式,并采用送電線路全線架設(shè)避雷線和裝機(jī)自動(dòng)重合閘裝置等措施,以提高供電可靠性。

2.320-60KV的系統(tǒng),是一種中間情況,一般一相接地時(shí)的電容電流不很大,網(wǎng)絡(luò)不很復(fù)雜,設(shè)備絕緣水平的提高或降低對(duì)于造價(jià)影響不很顯著,所以一般均采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。

2.41KV以下的電網(wǎng)的中性點(diǎn)采用不接地方式運(yùn)行,但電壓為380/220V的系統(tǒng),采用三相五線制,零線是為了取得機(jī)電壓,地線是為了安全。

結(jié)束語(yǔ)。各地應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)的發(fā)展水平,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展觀點(diǎn),因地制宜地確定配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式。