淺析中壓供配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式

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[摘要]中壓供配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)問題,應(yīng)該結(jié)合不同地區(qū)、不同電網(wǎng)、不同發(fā)展階段和不同的受電對(duì)象統(tǒng)籌考慮。針對(duì)中壓電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地方式應(yīng)用的發(fā)展及單相接地電容電流也在不斷的增加,電纜饋線回路的增加,改造和合理選擇電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式,已經(jīng)關(guān)系到電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性,現(xiàn)已引起多方面的關(guān)注,文中就電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行分析。 

　　[關(guān)鍵詞]供電系統(tǒng) 中性點(diǎn)接地 可靠性  　　  　　我國采用經(jīng)消弧線圈接地方式已運(yùn)行多年,但近幾年有部分區(qū)域采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式,它們都屬于中性點(diǎn)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(kuò)展為事故。世界各國對(duì)中壓電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式有不同的觀點(diǎn)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),在中壓電網(wǎng)改造中,其中性點(diǎn)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(duì)分析中性點(diǎn)不同的接地方式與供電的可靠性。  　　一、中性點(diǎn)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(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式,中性點(diǎn)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(jì)了弧光接地過電壓的危害性,因而采用此種方式。中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式通過零序電流繼電器來保護(hù)線路。其優(yōu)點(diǎn)是:接地時(shí),由于流過故障線路的電流較大,零序過流保護(hù)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(shí),健全相電壓不升高或升幅較小,對(duì)設(shè)備絕緣等級(jí)要求較低,其耐壓水平可以按相電壓來選擇。  　　但是其缺點(diǎn)也很明顯:由于接地點(diǎn)的電流較大,當(dāng)零序保護(hù)動(dòng)作不及時(shí)或拒動(dòng)時(shí),將使接地點(diǎn)及附近的絕緣受到更大的危害,導(dǎo)致相間故障發(fā)生;當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),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(yán)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(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。  　　二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式  　　1916年發(fā)明了消弧線圈,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)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(jì)運(yùn)行水平。采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式,在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí),流過接地點(diǎn)的電流較小,其特點(diǎn)是線路發(fā)生單相接地時(shí),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(yùn)行2小時(shí)。從實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和資料表明,當(dāng)接地電流小于10A時(shí),電弧能自滅。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式的供電可靠性,大大的高于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式,但中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式也存在著以下2個(gè)問題:  　　中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式存在的兩大缺點(diǎn),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(gè)方面:  　　1.中性點(diǎn)位移電壓由于電網(wǎng)中性點(diǎn)有不對(duì)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(diǎn)位移電壓。中性點(diǎn)位移電壓的增大會(huì)導(dǎo)致非故障相的最高對(duì)地電壓升高。但實(shí)測(cè)表明,電纜網(wǎng)絡(luò)中的不對(duì)稱度一般都很小,由此導(dǎo)致的中性點(diǎn)位移電壓也因此受到限制,此外運(yùn)行中還可通過增大失諧度的方法來進(jìn)一步降低中性點(diǎn)位移電壓(位移電壓并非越低越好,因?yàn)榻档臀灰齐妷旱耐瑫r(shí)必然會(huì)增大故障點(diǎn)的殘流,會(huì)對(duì)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(yùn)行中的補(bǔ)償電網(wǎng),只有在消弧線圈欠補(bǔ)償運(yùn)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(shí)引起的不對(duì)稱度、失諧度的變化綜合不利時(shí)方有可能使中性點(diǎn)位移度顯著升高,產(chǎn)生較高的過電壓,而在其它運(yùn)行狀態(tài)下均不會(huì)出現(xiàn)有害的過電壓。對(duì)這種可能出現(xiàn)的過電壓,可通過消弧線圈過補(bǔ)償運(yùn)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(huì)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(hù)的選擇性小電流接地系統(tǒng)的繼電保護(hù)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(jī)選線及微機(jī)保護(hù)裝置可靈敏、快速、正確地找到故障線路并發(fā)出信號(hào),使運(yùn)行人員可根據(jù)故障線路的負(fù)荷狀況因地制宜地選擇帶故障運(yùn)行或是跳閘。  　　4.異常動(dòng)作消弧線圈異常動(dòng)作的原因很多,但在排除了設(shè)備制造質(zhì)量及錯(cuò)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(dòng)作的次數(shù),降低異常動(dòng)作產(chǎn)生的危害。 隨著微電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,我國已研制生產(chǎn)出自動(dòng)跟蹤消弧線圈及單相接地選線裝置,并已投入實(shí)際運(yùn)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(jì)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(cè)方法比較多,可以采用采用偏置電容法和中性點(diǎn)外加電容法,,為了準(zhǔn)確選擇和合理配置消弧線圈的容量,微機(jī)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置為實(shí)測(cè)網(wǎng)上單相電容電流提供了快速準(zhǔn)確的手段,其原理是,檢測(cè)系統(tǒng)的不平衡電壓E0,并以一定的采樣周期檢測(cè)線電壓UAB,中性點(diǎn)位移電壓U0及中性點(diǎn)位移電流I0,根據(jù)下式計(jì)算出單相接地電容電流:  　　E0= U0+I0×Xc  　　式中:Xc為系統(tǒng)對(duì)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(diǎn)接地方式不止在國內(nèi)在國外也有不同的觀點(diǎn),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(diǎn)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(dòng)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(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地提供了技術(shù)保障。因此,采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式是我國中壓電網(wǎng)的發(fā)展方向。  　　  　　參考文獻(xiàn):  　　[1]胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù).清華大學(xué)出版社.  　　[2]童敏明,唐守鋒.檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù).中國礦業(yè)大學(xué)出版社.  　　[3]康光華.電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.