／浙江西子聯(lián)合工程有限公司 孔德晶 王芳 許同華／

0 前言

常規(guī)設(shè)計(jì)對(duì)110～500kV系統(tǒng)，采用中性點(diǎn)直接接地，單相短路電流大，故障回路立即切除，降低供電可靠性，由于過(guò)電壓水平較低，主變壓器中性點(diǎn)都是半絕緣，降低絕緣水平和設(shè)備造價(jià)；對(duì)10～35kV系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地，單相短路電流小僅為系統(tǒng)的電容電流，可故障運(yùn)行兩小時(shí)，供電可靠性高。當(dāng)接地電容電流超過(guò)允許值時(shí)，采用僅消弧線圈接地補(bǔ)償電容電流，達(dá)到自動(dòng)熄弧繼續(xù)供電不跳閘，消除間歇性電弧過(guò)電壓。

國(guó)外經(jīng)電阻接地逐漸得到采用，改變了接地電流相位，加速釋放電荷，達(dá)到自動(dòng)熄弧，限制間歇性電弧過(guò)電壓在2.5倍相電壓以內(nèi)，有足夠的短路電流和零序電壓，接地故障檢測(cè)簡(jiǎn)單可靠。

1 10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式

1）當(dāng)10kV廠用系統(tǒng)電容電流小于7A時(shí)，宜采用高電阻接地或不接地。[1]

高電阻接地方式：國(guó)外常采用，使得電阻性電流不小于電容性電流，總的接地電流增大√2倍（7x√2=10A），故障電流不超過(guò)10A，系統(tǒng)的接地故障檢測(cè)簡(jiǎn)單可靠，電動(dòng)機(jī)回路單相接地報(bào)警不跳閘。限制間歇性電弧過(guò)電壓在2.5倍相電壓以內(nèi)，從而降低過(guò)電壓水平，減少單相接地故障發(fā)展為相間短路的機(jī)率。

不接地方式：國(guó)內(nèi)常采用，單相接地電流僅為電容電流，可帶故障運(yùn)行2小時(shí)，單相接地電容電流較小時(shí)，不易檢測(cè)，零序電壓監(jiān)察、分路拉閘判斷或零序CT報(bào)警。

2）當(dāng)10kV廠用系統(tǒng)電容電流大于7A時(shí)，宜采用低電阻接地，不接地或消弧線圈并聯(lián)電阻接地。

低電阻接地方式：國(guó)外常采用，故障電流100A～1000A,電動(dòng)機(jī)回路單相接地立即跳閘。

不接地方式：國(guó)內(nèi)常采用，總的接地電流大于10A,電弧不能自動(dòng)消除，產(chǎn)生3.5-5倍的較高電弧過(guò)電壓，易發(fā)展為相間短路，應(yīng)立即跳閘。

消弧線圈并聯(lián)電阻接地方式：總的接地電流大于10A又需接地故障條件下運(yùn)行時(shí)采用, 業(yè)績(jī)較少，運(yùn)行復(fù)雜。感性電流補(bǔ)償，限制總的接地電流在10A以下，達(dá)到自動(dòng)熄弧繼續(xù)供電不跳閘，防止發(fā)展成相間短路，不能限制間歇性電弧過(guò)電壓只能減少次數(shù)、降低概率。

2 單相接地故障

當(dāng)電阻性電流等于電容性電流時(shí)，總的接地電流增大

保護(hù)動(dòng)作：

1）當(dāng)10kV廠用系統(tǒng)電容電流小于7A時(shí)，單相接地報(bào)警不跳閘，可帶故障運(yùn)行2小時(shí)。

2）當(dāng)10kV廠用系統(tǒng)電容電流大于7A時(shí)，單相接地跳閘。

3 絕緣水平

電力電纜導(dǎo)體與絕緣屏蔽或金屬層之間額定電壓應(yīng)符合：

1）中性點(diǎn)直接地或經(jīng)低電阻接地的系統(tǒng)，接地保護(hù)動(dòng)作不超過(guò)1分鐘切除故障時(shí)，不應(yīng)低于100%的回路相電壓。

2）除上述系統(tǒng)外，其他系統(tǒng)不宜低于133%的回路相電壓；在單相接地故障可能持續(xù)8小時(shí)，或發(fā)電機(jī)等安全性要求較高回路，宜采用173%的回路相電壓。

絕緣水平結(jié)論：

1）當(dāng)10kV廠用系統(tǒng)電容電流大于7A時(shí)，采用低電阻接地或不接地，單相接地跳閘，電纜相線絕緣采用6/10kV。

2）在單相接地故障可能持續(xù)8小時(shí)，或發(fā)電機(jī)等安全性要求較高回路，電纜相線絕緣采用10/10kV。

3）其他系統(tǒng)電纜相線絕緣采用8.7/10kV。[2]

4 實(shí)際工程案例

中天鋼鐵集團(tuán)有限公司低溫余熱利用發(fā)電工程配置2臺(tái)蓄熱器系統(tǒng)，3臺(tái)雙壓余熱鍋爐、1臺(tái)燃?xì)膺^(guò)熱鍋爐和1臺(tái)30MW補(bǔ)汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組,出口電壓10.5kV，設(shè)發(fā)電機(jī)出口母線，采用單母線分段的接線方式，經(jīng)38.5±2×2.5%/10.5kV 31500kVA YN，d11主變壓器接入35kV系統(tǒng)，10kV廠用系統(tǒng)采用不接地方式。

寧波青峙熱力有限公司水煤漿制熱項(xiàng)目是寧波海越丙烷與混合碳四利用項(xiàng)目的一個(gè)配套項(xiàng)目，為整體項(xiàng)目工藝裝置提供熱負(fù)荷。本工程為3臺(tái)240t/h水煤漿鍋爐及配套系統(tǒng)，設(shè)置兩臺(tái)35±2x2.5%/10.5 kV 16000kVA主變壓器，10kV母線采用單母線四分段接線形式。屬于不直接連接發(fā)電機(jī)的10kV系統(tǒng)且電容電流大于30A，需接地故障條件下跳閘時(shí)采用低電阻接地。單相接地短路電阻性電流取200A,接地電阻值歐姆。

接地電阻柜詳細(xì)參數(shù)表格：

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長(zhǎng)春化工(盤錦)有限公司熱電廠全復(fù)水式汽機(jī)工程，利用廠區(qū)工藝用汽的余熱蒸汽，建設(shè)一套汽輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備。本工程規(guī)模為一臺(tái)18MW汽輪發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)出口電壓10.5kV。發(fā)電機(jī)出口以發(fā)變組形式接至20/10kV 25MVA主變壓器10.5kV側(cè)，主變高壓側(cè)接至廠內(nèi)20kV系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)單相接地要求瞬時(shí)切機(jī)，采用高電阻接地方式，電阻器安裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)變壓器的二次繞組上。

5 分析及結(jié)論

中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)涉及方面多的綜合性問(wèn)題，與電壓等級(jí)、單相接地故障電流、過(guò)電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響系統(tǒng)的絕緣水平、供電的可靠性和連續(xù)性、設(shè)備的運(yùn)行安全以及對(duì)通訊線路的干擾等。[4]確定中性點(diǎn)接地方式的原則：a.單相接地故障對(duì)連續(xù)供電的影響最小，設(shè)備能夠繼續(xù)運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間，減少設(shè)備相互間的影響，故障電流對(duì)設(shè)備的危害限制到最低，同時(shí)利于保護(hù)的靈敏性和選擇性。b.單相接地短路時(shí)，非故障相的過(guò)電壓倍數(shù)較低，不破壞系統(tǒng)絕緣而發(fā)展成相間故障。c.設(shè)備訂貨方便，接地保護(hù)簡(jiǎn)單，投資小。

1）0kV廠用系統(tǒng)接地方式：125MW以下小機(jī)組電廠10kV廠用系統(tǒng)宜采用不接地方式。[5]

2）不直接連接發(fā)電機(jī)的10kV系統(tǒng)接地方式:a.當(dāng)10kV電纜系統(tǒng)電容電流小于30A時(shí)，應(yīng)采用不接地。b.當(dāng)10kV電纜系統(tǒng)電容電流大于30A時(shí)，需接地故障條件下運(yùn)行時(shí)應(yīng)采用消弧線圈并聯(lián)電阻接地，需接地故障條件下跳閘時(shí)應(yīng)采用低電阻接地。

3）10kV具有發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)接地方式：

50MW及以下發(fā)電機(jī)單相接地不要求瞬時(shí)切機(jī)時(shí)，電容電流不大于4A,應(yīng)采用不接地方式。50MW及以下發(fā)電機(jī)單相接地不要求瞬時(shí)切機(jī)時(shí)，電容電流大于4A,應(yīng)采用消弧線圈接地方式，安裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。200MW及以上發(fā)電機(jī)單相接地要求瞬時(shí)切機(jī)時(shí)，宜采用高電阻接地方式，安裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)變壓器的二次繞組上。[6]

6 結(jié)束語(yǔ)

接地方式的具體選擇，必須從該系統(tǒng)自身的特點(diǎn)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及設(shè)備配套條件，權(quán)衡利弊，因地制宜選擇，且隨著系統(tǒng)的不斷變化也要相應(yīng)的調(diào)整接地方式。中性點(diǎn)接地方式目前還沒(méi)有完美的解決方案，如何選擇中性點(diǎn)接地方式將對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行及可靠性影響很大，而供電的可靠性主要依靠系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成及保護(hù)配置來(lái)保障。

[1]DL/T5153-2002，火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].

[2]GB50217-2007,電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] DL/T5222-2005,導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].

[4] 弋東方,卓樂(lè)友.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社,1989.

[5]GB50049-2011,小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6] DL/T620-1997,交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合[S].