摘要:電力系統(tǒng)簡單的說就是集合了發(fā)電,輸電,變電,配電和用電等環(huán)節(jié)的電能的生產(chǎn)和消費系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)中的三相電源或負(fù)載成星形連接時的公共電就是電力系統(tǒng)的中性點,將中性點引出則形成中性線,構(gòu)成三相四線系統(tǒng);若中性點接地,則系統(tǒng)此時處于中性點接地運行狀態(tài)[1]。
關(guān)鍵詞:中性點接地 小電流接地 大電流接地 選擇方式
1 概述
中性點接地的方式關(guān)系到電網(wǎng)的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性,也直接影響設(shè)備的絕緣水平、過電壓水平和保護(hù)方式的選擇,同時還會影響通訊。因此中性點接地方式的選擇一直以來都是電力系統(tǒng)的綜合性難題。中性點接地方式不僅是電力系統(tǒng)的技術(shù)問題,同時也是經(jīng)濟(jì)問題。在選擇接地方式的決策過程中,要考慮系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來的規(guī)劃,尋求資源的最優(yōu)配置,使系統(tǒng)具有最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)[2]。研究中性點的接地方式,主要研究常見的單相接地故障問題。主要的研究方法是遵循電壓、電流的互換原則。
2 中性點接地的選擇方式和分類[3-9]
2.1 小電流接地 小電流接地中包括中性點經(jīng)消弧線圈接地、中性點經(jīng)大電阻接地和中性點不接地三類。小電流接地方式普遍適用于我國的110kV及以下中低壓系統(tǒng),以及國際上與此電壓等級相近的系統(tǒng)。當(dāng)中性點不接地系統(tǒng)的接地電容電流小于10A時,單相接地故障引起的電弧能自行熄滅,因此可使用中性點不接地方式和中性點經(jīng)大電阻接地方式;若接地電容電流大于10A,此時電弧不能自行熄滅,必須采用中性點經(jīng)消弧線圈接地。由于消弧線圈本身是感性元件,會與接地電容構(gòu)成振蕩回路,發(fā)生諧振過電壓;消弧線圈還會使單相接地電流變小,影響繼電保護(hù)的整定。
2.2 大電流接地 大電流接地可分為中性點有效接地、中性點全接地和中性點直接接地三類,有時為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,限制單相接地故障電流,在有效接地系統(tǒng)中有少數(shù)中性點經(jīng)低電阻或電抗接地運行。中性點直接接地的電力系統(tǒng)中,若發(fā)生單相接地故障,引起斷路器跳閘切除故障的接地電流很大,在這種電力系統(tǒng)中不用裝設(shè)絕緣監(jiān)察設(shè)備。中性點直接接地方式引起的過電壓最小。過電壓的大小影響電力系統(tǒng)的絕緣配合,影響電力系統(tǒng)所選擇的絕緣水平。但中性點直接接地方式引起的接地電流極大,極易干擾通訊系統(tǒng)。同時,單相接地發(fā)生處會產(chǎn)生較大的跨步電壓和接觸電壓。此時維修人員的帶電作業(yè)風(fēng)險極大,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循安全操作規(guī)范。嚴(yán)格的說,電力系統(tǒng)中的變壓器中性點直接接地,只能說明該變壓器中性點的運行情況,不能作為區(qū)分該電力系統(tǒng)的中性點接地方式的標(biāo)準(zhǔn)。若電力系統(tǒng)中全部的中性點都采用直接接地方式,則成為中性點全接地方式。當(dāng)電力系統(tǒng)的零序電流對正序電流之比不大于3,零序電抗與正序電抗之比不大于1時,該系統(tǒng)可認(rèn)為是中性點全有效接地;若該系統(tǒng)中只有一部分滿足上述要求,則可認(rèn)為是中性點部分有效接地。
2.3 中性點接地的選擇方式[10-14] 在220/380V民用電的三相四線制配電網(wǎng)中,通常采用中性點直接接地。在1kV及以下電力網(wǎng)中,由于絕緣水平要求低,故障波及范圍小,可采用任意方式。在3-10kV電網(wǎng)中,考慮到供電可靠性和故障引起的后果,一般采用中性點不接地的運行方式,若接地電容電流大于30A時,可采用經(jīng)消弧線圈接地。在10-60kV電網(wǎng)中,考慮到此電壓等級所承載的負(fù)荷類型,主要從供電可靠性方面考慮可采用小電流接地系統(tǒng)。在110kV及以上電網(wǎng)中,主要考慮降低過電壓和絕緣水平,在中高壓電力系統(tǒng)中采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式,在高壓和特高壓電力系統(tǒng)中則采用中性點直接接地方式。
3 結(jié)束語
本文在研究了國內(nèi)外的電力系統(tǒng)中性點接地運行特點后,將中性點接地方式按接地電流大小進(jìn)行了分類,并根據(jù)電網(wǎng)的電壓等級,分析了中性點接地方式的適用范圍。介紹了我國各級電網(wǎng)所采用的中性點接地方式,并分析了不同的中性點接地系統(tǒng)的運行特性和優(yōu)缺點。深入研究了不同的中性點接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時產(chǎn)生過電壓的原因,以及對繼電保護(hù)設(shè)備的影響,并提出了相應(yīng)的解決方案。
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