中性點小電流接地系統(tǒng).doc

電力系統(tǒng)小電流接地系統(tǒng)簡述一、電力中壓配網(wǎng)的接地方式目前電力系統(tǒng)接地方式常用的有下面六種：l 中性點直接接地l 中性點不接地l 中性點經(jīng)消弧線圈接地l 中性點經(jīng)小電阻接地l 中性點經(jīng)高阻接地l 中性點經(jīng)接地變壓器接地中性點直接接地系統(tǒng)又稱為大電流接地系統(tǒng)，其它四種接地方式也稱為小電流接地系統(tǒng)或非直接接地系統(tǒng)。大電流接地系統(tǒng)是說系統(tǒng)發(fā)生故障時對地電流很大，同樣小電流接地系統(tǒng)是說系統(tǒng)發(fā)生故障時對地電流很小。二、選擇不同中性點接地方式的目的不論采用何種的中性點接地方式，其目的都是為了當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障或者相間短路故障的時候，能最大限度地保證電力系統(tǒng)供電的可靠性、安全性和經(jīng)濟性。接地方式的選擇與供電可靠性、人身安全、設備水平、過電壓保護、繼電保護等是密切相關的。三、大電流接地系統(tǒng)由于我國受電力系統(tǒng)設備工藝、材料等技術現(xiàn)狀的制約，同時考慮到電力系統(tǒng)建設的經(jīng)濟性、可靠性、安全性及穩(wěn)定性等，使大電流接地系統(tǒng)的使用受到了限制。首先，大電流接地對于供電可靠性的要求是非常高的，工作線路故障后備用線路必須馬上投入運行，目前我國很多地方是很難滿足的，但國網(wǎng)公司對于供電可靠性的考核很苛刻的。其次，大電流接地系統(tǒng)在故障點附近的跨步電壓較高，從而對變電運行人員的生命安全造成威脅。第三，為保證系統(tǒng)供電的連續(xù)性和可靠性，對于自動重合閘及二次保護也提出了更高的要求。四、采用小電流接地系統(tǒng)的原因首先，在我國配電電網(wǎng)發(fā)展初期是學習前蘇聯(lián)的，原蘇聯(lián)在配網(wǎng)方面最早是采用的小電流接地，消弧線圈接地是非常普遍的，同時我國的消弧線圈技術也是從蘇聯(lián)學習過來的，因此在電網(wǎng)建設初期由于電網(wǎng)規(guī)模不大，我國也以小電流接地系統(tǒng)為主。其次，由于電力系統(tǒng)的建造成本是由兩部分組成的，一部分是設備本身的制造成本，另一部分是電氣的絕緣成本。電力系統(tǒng)在發(fā)生單相對地短路時非故障相的電壓將上升到正常運行電壓的3倍，因此小電流接地系統(tǒng)對電氣絕緣也就相應提出了更高的要求。第三，基于以上原因，根據(jù)我國電氣產(chǎn)品的絕緣工藝水平，為保證系統(tǒng)供電的連續(xù)性、可靠性和安全性，在110kV以上采用小電流接地系統(tǒng)將會使電氣絕緣成本大幅提高，所以在220kV以上系統(tǒng)我國相關標準和規(guī)范規(guī)定采用中性點直接接地系統(tǒng)，因為對于高壓及超高壓系統(tǒng)，電氣設備的絕緣成本已上升為主要問題。對于110kV系統(tǒng)，由于這一電壓等級有部分應用于安全配電，故此對一些對供電連續(xù)性要求很高的配電系統(tǒng)采用小電流接地系統(tǒng)，而其它的供電及送電均采用中性點直接接地方式，以節(jié)約配電及送電系統(tǒng)建設中的絕緣投資。第四，對于3kV66kV配電系統(tǒng)，我國基本采用的是小電流接地系統(tǒng)（也有例外，但極少），因為對我國電氣設備絕緣的制造水平比較容易達到這一類配電系統(tǒng)的要求，加之這類系統(tǒng)大部分為配電，因此為保證供電的連續(xù)性，我國采用中性點小電流接地系統(tǒng)。至于0.4kV系統(tǒng)由于照明及220V電氣的要求采用中性點直接接地方式。五、接地變壓器1、接地變壓器的產(chǎn)生我國電力系統(tǒng)中，3kV、6kV、10kV、35kV電網(wǎng)中一般都采用中性點不接地的運行方式。電網(wǎng)中主變壓器配電電壓側一般為三角形接法，沒有可供接地電阻的中性點。當中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，線電壓三角形保持對稱，對用戶繼續(xù)工作影響不大，并且電容電流比較?。ㄐ∮?0A）時，一些瞬時性接地故障能夠自行消失，這對提高供電可靠性，減少停電事故是非常有效的。由于該運行方式簡單、投資少，所以在我國電網(wǎng)初期階段一直采用這種運行方式，并起到了很好的作用。但是隨著電力事業(yè)日益的壯大和發(fā)展，這中簡單的方式已不在滿足現(xiàn)在的需求，現(xiàn)在城市電網(wǎng)中電纜電路的增多，電容電流越來越大（超過10A），此時接地電弧不能可靠熄滅，就會產(chǎn)生以下后果。1），單相接地電弧發(fā)生間歇性的熄滅與重燃，會產(chǎn)生弧光接地過電壓，其幅值可達4U（U為正常相電壓峰值）或者更高，持續(xù)時間長，會對電氣設備的絕緣造成極大的危害，在絕緣薄弱處形成擊穿；造成重大損失。2），持續(xù)電弧造成空氣的離解，撥壞了周圍空氣的絕緣，容易發(fā)生相間短路；3），產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓，容易燒壞電壓互感器并引起避雷器的損壞甚至可能使避雷器爆炸； 這些后果將嚴重威脅電網(wǎng)設備的絕緣，危及電網(wǎng)的安全運行。為了防止上述事故的發(fā)生，為系統(tǒng)提供足夠的零序電流和零序電壓，使接地保護可靠動作，需人為建立一個中性點，以便在中性點接入接地電阻。為了解決這樣的辦法。接地變壓器（簡稱接地變）就這樣的情況下產(chǎn)生了。接地變壓器就是人為制造了一個中性點接地電阻，它的接地電阻一般很小（一般要求小于5歐）。 另外接地變壓器有電磁特性，對正序負序電流呈高阻抗，繞組中只流過很小的勵磁電流。由于每個鐵心柱上兩段繞組繞向相反，同心柱上兩繞組流過相等的零序電流呈現(xiàn)低阻抗，零序電流在繞組上的壓降很小。也既當系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，在繞組中將流過正序、負序和零序電流。該繞組對正序和負序電流呈現(xiàn)高阻抗，而對零序電流來說，由于在同一相的兩繞組反極性串聯(lián)，其感應電動勢大小相等，方向相反，正好相互抵消，因此呈低阻抗。 2、接地變壓器的應用變電站內(nèi)一般采用接地變壓器作為10kV站用變，它一般有兩個用途：1）、供給變電站使用的低壓交流電源；2）、在10kV側形成人為的中性點，同消弧線圈相結合，用于10kV發(fā)生接地時補償接地電容電流，消除接地點電弧，其原理如下：三相電網(wǎng)各相導線及各相對地之間，沿導線全長都分布有電容。當電網(wǎng)中性點不是死接地時，單相接地相的對地電容為零，另外兩相的對地電壓升高到3倍。相電壓升高并未超過安全電壓設計絕緣強度，但是會導致其對地電容的增加。單相接地時電容電流為正常運行時一相對地電容電流的3倍。當該電容電流較大時，較易引起間歇電弧，對電網(wǎng)的電感和電容的震蕩回路產(chǎn)生過電壓，其值可達2.5到3倍的相電壓。電網(wǎng)電壓越高由其引起的過電壓危險越大。因此只有60KV以下的供電系統(tǒng)的中性點才可不接地，因為它們單相接地電容電流不大。否則，應通過接地變壓器將中性點經(jīng)阻抗接地。當變電站主變壓器一側（如10KV側）為三角形或星形接線，當單相對地電容電流較大時，由于沒有中性點可接地，則需要采用一臺接地變壓器（曲折接線的電抗器）使電網(wǎng)形成人為的中性點，以便經(jīng)消弧線圈接地，使電網(wǎng)形成人為中性點，這就是接地變壓器的作用。在電網(wǎng)正常運行時接地變壓器承受電網(wǎng)的對稱電壓，僅流過很小的勵磁電流，處于空載運行狀態(tài)，其中性點對地電位差為零（忽略消弧線圈的中性點位移電壓），此時消弧線圈沒有電流流過。假設相對地短路時，三相不對稱零序電壓，匯合后流經(jīng)消弧線圈入地。其作用與消弧線圈一樣，即它所產(chǎn)生的感性電流補償了接地電容電流，消除了接地點的電弧。3、接地變壓器的主要特點是：1）、考慮到各鐵心柱上的磁勢平衡，繞組采用