中性點(diǎn)接地方式的選擇分析

1、中性點(diǎn)接地方式的選擇河南駐馬店市電業(yè)局  喬立華高健三相交流電力系統(tǒng)中性點(diǎn)與大地之間的電氣連接方式，稱(chēng)為電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式。中性點(diǎn)接地方式涉及電網(wǎng)的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)直接影響系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平的選擇、過(guò)電壓水平及繼電保護(hù)方式、通訊干擾等。一般來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式也就是變電所中變壓器的各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式。因此，在變電所的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)選擇變壓器中性點(diǎn)接地方式中應(yīng)進(jìn)行具體分析、全面考慮。 我國(guó)110kV及以上電網(wǎng)一般采用大電流接地方式，即中性點(diǎn)有效接地方式（在實(shí)際運(yùn)行中，為降低單相接地電流，可使部分變壓器采用不接地方式），這樣中性點(diǎn)電位固定為地電位，發(fā)生單相接地故障時(shí)，

2、非故障相電壓升高不會(huì)超過(guò)1.4倍運(yùn)行相電壓；暫態(tài)過(guò)電壓水平也較低；故障電流很大，繼電保護(hù)能迅速動(dòng)作于跳閘，切除故障，系統(tǒng)設(shè)備承受過(guò)電壓時(shí)間較短。因此，大電流接地系統(tǒng)可使整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平降低，從而大幅降低造價(jià)。 635kV配電網(wǎng)一般采用小電流接地方式，即中性點(diǎn)非有效接地方式。近幾年來(lái)兩網(wǎng)改造，使中、小城市635kV配電網(wǎng)電容電流有很大的增加，如不采取有效措施，將危及配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。 中性點(diǎn)非有效接地方式主要可分為以下三種：不接地、經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地及經(jīng)電阻接地。 1 中性點(diǎn)不接地方式 適用于單相接地故障電容電流IC < 10A，以架空線(xiàn)路為主，尤其是農(nóng)村10kV配電網(wǎng)。此類(lèi)型電網(wǎng)瞬間單相

3、接地故障率占60%70%，希望瞬間接地故障不動(dòng)作于跳閘。 其特點(diǎn)為： ·單相接地故障電容電流IC < 10A，故障點(diǎn)電弧可以自熄，熄弧后故障點(diǎn)絕緣自行恢復(fù)； ·單相接地不破壞系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)性，可帶故障運(yùn)行一段時(shí)間，保證供電連續(xù)性； ·通訊干擾??； ·單相接地故障時(shí)，非故障相對(duì)地工頻電壓升高 31/2UC，此系統(tǒng)中電氣設(shè)備絕緣要求按線(xiàn)電壓的設(shè)計(jì)； ·當(dāng)IC > 10A時(shí)，接地點(diǎn)電弧難以自熄，可能產(chǎn)生過(guò)電壓等級(jí)相當(dāng)高的間歇性弧光接地過(guò)電壓，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，危及網(wǎng)內(nèi)絕緣薄弱設(shè)備，繼而引發(fā)兩相接地故障，引起停電事故； ·系統(tǒng)內(nèi)諧振過(guò)電壓

4、引起電壓互感器熔斷器熔斷，燒毀TV，甚至燒壞主設(shè)備的事故時(shí)有發(fā)生。 2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地 適用于單相接地故障電容電流IC > 10A，瞬間性單相接地故障較多的架空線(xiàn)路為 主的配電網(wǎng)。 其特點(diǎn)為： ·利用消弧線(xiàn)圈的感性電流補(bǔ)償接地點(diǎn)流過(guò)的電網(wǎng)容性電流，使故障電流<10A，電弧自熄，熄弧后故障點(diǎn)絕緣自行恢復(fù)； ·減少系統(tǒng)弧光接地過(guò)電壓的概率； ·系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行一段時(shí)間； ·降低了接地工頻電流(即殘流)和地電位升高，減少了跨步電壓和接地電位差，減少了對(duì)低壓設(shè)備的反擊以及對(duì)信息系統(tǒng)的干擾。 目前國(guó)內(nèi)運(yùn)行的消弧線(xiàn)圈分手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償兩類(lèi)：前

5、一種手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，消弧線(xiàn)圈需退出運(yùn)行，且人為估算電容電流值，誤差較大，現(xiàn)已較少使用；后一種能自動(dòng)進(jìn)行電容電流測(cè)量并自動(dòng)調(diào)整消弧線(xiàn)圈，使補(bǔ)償電流適應(yīng)系統(tǒng)的變化，現(xiàn)一般都選擇該種消弧線(xiàn)圈。 自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線(xiàn)圈分調(diào)匝式、調(diào)氣隙式、直流助磁式和調(diào)容式等。根據(jù)我局變電所運(yùn)行情況顯示，調(diào)匝式價(jià)格較底，但調(diào)整級(jí)數(shù)較少，不能完全適應(yīng)系統(tǒng)變化。調(diào)氣隙式補(bǔ)償線(xiàn)性度較好，但震動(dòng)噪音極大，運(yùn)行人員反映強(qiáng)烈，有待改進(jìn)。調(diào)容式反應(yīng)迅速可靠，運(yùn)行安靜平穩(wěn)，運(yùn)行人員反映較好。 3 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地適于瞬間性單相接地故障較少的電力電纜線(xiàn)路。 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地運(yùn)行方式的特點(diǎn)： ·降低操作過(guò)電壓。中性點(diǎn)

6、經(jīng)電阻接地的配網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序保護(hù)動(dòng)作，可準(zhǔn)確判斷并快速切斷故障線(xiàn)路； ·可有效降低工頻過(guò)電壓，單相接地故障時(shí)非故障相電壓為31/2UC，且持續(xù)時(shí)間短； ·中性點(diǎn)電阻為耗能元件，也是阻尼元件(消弧線(xiàn)圈是諧振元件)； ·有效地限制弧光接地過(guò)電壓，當(dāng)電弧熄滅后，系統(tǒng)對(duì)地電容中的殘余電荷將通過(guò)接地電阻泄放掉，下次電弧重燃時(shí)，不會(huì)疊加形成過(guò)電壓； ·可有效消除系統(tǒng)內(nèi)諧振過(guò)電壓， 中性點(diǎn)電阻接地相當(dāng)于在諧振回路中并接阻尼電阻，試驗(yàn)表明，只要中性點(diǎn)電阻<1500，就可以消除各種諧振過(guò)電壓，電阻越小，消除諧振的效果越好； ·對(duì)電容電流變化的適

7、用范圍較大，簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)。 中性點(diǎn)接地電阻的選擇： ·從減少短路電流對(duì)設(shè)備的沖擊角度和從安全角度考慮，減少故障點(diǎn)入地電流，降低跨步電壓和接觸電壓，I值越小越好，即中性點(diǎn)接地電阻應(yīng)越大越好； ·為將弧光接地過(guò)電壓限制在2倍以?xún)?nèi)，一般按 IR = (14) IC 要求選擇接地電阻； ·中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)是通過(guò)各線(xiàn)路的零序保護(hù)判斷和切除故障線(xiàn)路的，在選擇Rn時(shí)，要保證每條線(xiàn)路零序保護(hù)靈敏度要求。 選擇中性點(diǎn)接地電阻必須根據(jù)電網(wǎng)的具體條件，考慮限制弧光接地過(guò)電壓、繼電保護(hù)靈敏度、對(duì)通訊干擾、安全等因素。 目前，深圳各區(qū)變電所中性點(diǎn)均采用15，北京、廣州等地的變電所則

8、采用9.9的小電阻接地方式。 4、 635kV配電網(wǎng)的接地方式選擇 以架空線(xiàn)路為主的城鄉(xiāng)配網(wǎng)，架空線(xiàn)路發(fā)生接地故障70%為瞬間故障;只需按照規(guī)程要求，以系統(tǒng)電容電流是否大于10A來(lái)確定，選用中性點(diǎn)不接地或自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈接地方式。 以電纜線(xiàn)路為主的城鄉(xiāng)配網(wǎng)， 變電所覆蓋面較大， 出線(xiàn)較多且一般為電纜線(xiàn)路，系統(tǒng)電容電流也較大，據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)和運(yùn)行實(shí)踐， 電纜線(xiàn)路發(fā)生接地故障大約50%為瞬間故障。但由于電纜線(xiàn)路的特殊性，一般可選用小電阻接地方式，犧牲一些供電可靠性，來(lái)防止擴(kuò)大事故。 以架空和電纜混合線(xiàn)路為主的城鄉(xiāng)配網(wǎng)，兼顧架空和電纜線(xiàn)路的特點(diǎn)，使配網(wǎng)的接地方式選擇在自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈和小電阻兩種方式上左

9、右為難。 單相接地故障時(shí)，非故障相對(duì)地工頻電壓升高31/2 UC、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可能引起多點(diǎn)絕緣擊穿，事故擴(kuò)大。 消弧線(xiàn)圈無(wú)法補(bǔ)償諧波電流，而有些城市或工廠(chǎng)中諧波電流所占比例為5%15%，僅諧波電流就足以支持電弧穩(wěn)定燃燒。 尋找單相接地故障線(xiàn)路困難，目前許多小電流接地選線(xiàn)的動(dòng)作率還不理想，往往仍采用試?yán)ā?電纜溝或電纜排管內(nèi)的電纜發(fā)生單相接地時(shí)，尋找故障線(xiàn)路時(shí)間長(zhǎng)，在帶接地故障運(yùn)行期間，容易引起人身觸電。另一方面采用小電阻接地方式，可能錯(cuò)誤切除瞬間故障線(xiàn)路，造成對(duì)用戶(hù)的供電中斷，降低了供電可靠性，減少了供電量。 5 意見(jiàn) 對(duì)此類(lèi)混合系統(tǒng)，電纜應(yīng)用額定電壓為8.7/10或12/15kV等級(jí)，以加強(qiáng)絕緣，在此基礎(chǔ)上選用自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈接地方式，并加裝小電流選線(xiàn)裝置，在發(fā)生單相接地故障時(shí)，應(yīng)盡快找出并切除接地線(xiàn)路。 值得注意的是一種自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈并聯(lián)小電阻，利用微處理器控制并聯(lián)小電阻投切的接地設(shè)備即將問(wèn)世，其原理為瞬