中壓供配電系統(tǒng)中性點接地方式

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　我國采用經(jīng)消弧線圈接地方式已運行多年，但近幾年有部分區(qū)域采用中性點經(jīng)小電阻接地方式，它們都屬于中性點不接地系統(tǒng)。隨著采用電纜線路的用戶日益增加，系統(tǒng)單相接地電容電流不斷增加，導(dǎo)致電網(wǎng)內(nèi)單相接地故障擴展為事故。世界各國對中壓電網(wǎng)中性點接地方式有不同的觀點及運行經(jīng)驗，在中壓電網(wǎng)改造中，其中性點的接地方式問題，現(xiàn)已引起多方面的關(guān)注，面臨著發(fā)展方向的決策問題。下面對分析中性點不同的接地方式與供電的可靠性。

　　一、中性點經(jīng)小電阻接地方式

　　世界上以美國為主的部分國家采用中性點經(jīng)小電阻接地方式，中性點經(jīng)小電阻接地方式可以泄放線路上的過剩電荷來限制弧光產(chǎn)生的過電壓，由于美國在歷史上過高的估計了弧光接地過電壓的危害性，因而采用此種方式。中性點經(jīng)小電阻接地方式通過零序電流繼電器來保護線路。其優(yōu)點是：接地時，由于流過故障線路的電流較大，零序過流保護有較好的靈敏度，可以比較容易檢除接地線路；系統(tǒng)單相接地時，健全相電壓不升高或升幅較小，對設(shè)備絕緣等級要求較低，其耐壓水平可以按相電壓來選擇。

　　但是其缺點也很明顯：由于接地點的電流較大，當零序保護動作不及時或拒動時，將使接地點及附近的絕緣受到更大的危害，導(dǎo)致相間故障發(fā)生；當發(fā)生單相接地故障時，無論是永久性的還是非永久性的，均作用與跳閘，使線路的跳閘次數(shù)大大增加，嚴重影響了用戶的正常供電，使其供電的可靠性下降。于是出現(xiàn)了中性點經(jīng)消弧線圈接地方式。

　　二、中性點經(jīng)消弧線圈接地方式

　　1916年發(fā)明了消弧線圈，運行經(jīng)驗表明，其廣泛適用于中壓電網(wǎng)，在世界范圍有德國、中國、前蘇聯(lián)和瑞典等國的中壓電網(wǎng)均長期采用此種方式，顯著提高了中壓電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行水平。采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，流過接地點的電流較小，其特點是線路發(fā)生單相接地時，可不立即跳閘，按規(guī)程規(guī)定電網(wǎng)可帶單相接地故障運行2小時。從實際運行經(jīng)驗和資料表明，當接地電流小于10A時，電弧能自滅。中性點經(jīng)消弧線圈接地方式的供電可靠性，大大的高于中性點經(jīng)小電阻接地方式，但中性點經(jīng)消弧線圈接地方式也存在著以下2個問題：

　　中性點經(jīng)消弧線圈接地方式存在的兩大缺點，也是兩大技術(shù)難題，多年來電力學(xué)者致力于解決這些難題，已經(jīng)有了很多成就，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　1.中性點位移電壓由于電網(wǎng)中性點有不對稱電壓存在，回路中便有零序電流流過，于是在消弧線圈的兩端產(chǎn)生了電位差，該電位差就是通常所說的中性點位移電壓。中性點位移電壓的增大會導(dǎo)致非故障相的最高對地電壓升高。但實測表明，電纜網(wǎng)絡(luò)中的不對稱度一般都很小，由此導(dǎo)致的中性點位移電壓也因此受到限制，此外運行中還可通過增大失諧度的方法來進一步降低中性點位移電壓（位移電壓并非越低越好，因為降低位移電壓的同時必然會增大故障點的殘流，會對熄弧不利），將其控制在無害的范圍內(nèi)。

　　2.斷線故障過電壓運行中的補償電網(wǎng)，只有在消弧線圈欠補償運行狀態(tài)下，由單側(cè)電源供電的線路發(fā)生斷線故障，同時引起的不對稱度、失諧度的變化綜合不利時方有可能使中性點位移度顯著升高，產(chǎn)生較高的過電壓，而在其它運行狀態(tài)下均不會出現(xiàn)有害的過電壓。對這種可能出現(xiàn)的過電壓，可通過消弧線圈過補償運行、加裝限壓電阻等措施來降低，再加上消弧線圈的鐵芯飽和也會抑制過電壓，因此這種過電壓基本可被限制在無害的范圍內(nèi)。

　　3.繼電保護的選擇性小電流接地系統(tǒng)的繼電保護選擇性問題在過去一直是限制諧振接地方式在中壓電網(wǎng)中推廣的重要因素，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如今新型的微機選線及微機保護裝置可靈敏、快速、正確地找到故障線路并發(fā)出信號，使運行人員可根據(jù)故障線路的負荷狀況因地制宜地選擇帶故障運行或是跳閘。

　　4.異常動作消弧線圈異常動作的原因很多，但在排除了設(shè)備制造質(zhì)量及錯誤操作等原因之后，只要做到選型正確、操作無誤，就可大大減少異常動作的次數(shù)，降低異常動作產(chǎn)生的危害。 隨著微電子技術(shù)、檢測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，我國已研制生產(chǎn)出自動跟蹤消弧線圈及單相接地選線裝置，并已投入實際運行取得良好效果，現(xiàn)在正處在推廣應(yīng)用階段。

　　三、單相接地電容電流

　　中壓電網(wǎng)單相接地電容電流有以下幾部分構(gòu)成：

　　1.系統(tǒng)中所有電氣連接的全部線路（電纜線路、架空線路）的電容電流。

　　2.系統(tǒng)中相與地之間跨接的電容器產(chǎn)生的電容電流。

　　3.因變配電設(shè)備造成的電網(wǎng)電容電流的增值。

　　系統(tǒng)中的電容電流可按下式計算：ΣIc=（Σic1+Σic2）（1+k%）

　　式中：Σic電網(wǎng)上單相接地電容電流之和ΣIc1線路和電纜單相接地電容電流之和Σic2系統(tǒng)中相與地間跨接的電容器產(chǎn)生的電容電流之和k%配電設(shè)備造成的電網(wǎng)電容電流的增值。10KV取16%、35KV取13%單相電容電流的檢測方法比較多，可以采用采用偏置電容法和中性點外加電容法，，為了準確選擇和合理配置消弧線圈的容量，微機在線實時檢測裝置為實測網(wǎng)上單相電容電流提供了快速準確的手段，其原理是，檢測系統(tǒng)的不平衡電壓E0，并以一定的采樣周期檢測線電壓UAB，中性點位移電壓U0及中性點位移電流I0，根據(jù)下式計算出單相接地電容電流：

　　E0= U0+I0×Xc式中：Xc為系統(tǒng)對地容抗；

　　由于Xc=（E0—U0）/ I0，得Ic=U相/ Xc= U相I0/ E0—U0式中Ic為單相接地電容電流四、小結(jié)中壓電網(wǎng)的中性點接地方式不止在國內(nèi)在國外也有不同的觀點，現(xiàn)已引起多方面的關(guān)注。經(jīng)過多年來電力學(xué)者的努力，已經(jīng)解決了中壓電網(wǎng)中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)長期難以解決的技術(shù)難題。自動跟蹤消弧線圈及接地選線裝置的不斷完善中壓電網(wǎng)中性點經(jīng)消弧線圈接地提供了技術(shù)保障。因此，采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式是我國中壓電網(wǎng)的發(fā)展方向。