配電網中性點接地方式分析及選擇

減小字體

增大字體作者：佚名來源：本站整理發(fā)布時間：2010-07-17 22:31:16

摘要：對配電網各種不同的中性點接地方式作了比較，并對近年來發(fā)展較快的自動跟蹤補償消弧線圈作了概要介紹，綜合考慮了各種因素，對配電網中性點接地方式的選擇提出了推薦性意見。
關鍵詞：配電網接地方式比較

電力系統(tǒng)中性點接地方式是一個涉及電力系統(tǒng)許多方面的綜合性技術課題，它不僅涉及到電網本身的安全可靠性、過電壓絕緣水平的選擇，而且對通訊干擾、人身安全有重要影響。
1　中性點不同接地方式的比較
　　(1)中性點不接地的配電網。中性點不接地方式，即中性點對地絕緣，結構簡單，運行方便，不需任何附加設備，投資省，適用于農村10kV架空線路長的輻射形或樹狀形的供電網絡。該接地方式在運行中，若發(fā)生單相接地故障，流過故障點的電流僅為電網對地的電容電流，其值很小，需裝設絕緣監(jiān)察裝置，以便及時發(fā)現(xiàn)單相接地故障，迅速處理，避免故障發(fā)展為兩相短路，而造成停電事故。
　　中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，其接地電流很小，若是瞬時故障，一般能自動消弧，非故障相電壓升高不大，不會破壞系統(tǒng)的對稱性，可帶故障連續(xù)供電2h，從而獲得排除故障時間，相對地提高了供電的可靠性。
　　(2)中性點經傳統(tǒng)消弧線圈接地。采用中性點經消弧線圈接地方式，即在中性點和大地之間接入一個電感消弧線圈，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，利用消弧線圈的電感電流對接地電容電流進行補償，使流過接地點的電流減小到能自行熄弧范圍，其特點是線路發(fā)生單相接地時，按規(guī)程規(guī)定電網可帶單相接地故障運行2h。對于中壓電網，因接地電流得到補償，單相接地故障并不發(fā)展為相間故障，因此中性點經消弧線圈接地方式的供電可靠性，大大的高于中性點經小電阻接地方式。
　　(3)中性點經電阻接地。中性點經電阻接地方式，即中性點與大地之間接入一定阻值的電阻。該電阻與系統(tǒng)對地電容構成并聯(lián)回路，由于電阻是耗能元件，也是電容電荷釋放元件和諧振的阻壓元件，對防止諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓，有一定優(yōu)越性。在中性點經電阻接地方式中，一般選擇電阻的阻值較小，在系統(tǒng)單相接地時，控制流過接地點的電流在500A左右，也有的控制在100A左右，通過流過接地點的電流來啟動零序保護動作，切除故障線路。
2　自動跟蹤補償消弧線圈
　　自動跟蹤補償消弧線圈按改變電感方法的不同，大致可分為調匝式、調氣隙式、調容式、調直流偏磁式、可控硅調節(jié)式等。
　　(1)調匝式自動跟蹤補償消弧線圈。調匝式消弧線圈是將繞組按不同的匝數(shù)抽出分接頭，用有載分接開關進行切換，改變接入的匝數(shù)，從而改變電感量。調匝式因調節(jié)速度慢，只能工作在預調諧方式，為保證較小的殘流，必須在諧振點附近運行。
　　(2)調氣隙式自動跟蹤補償消弧線圈。調氣隙式電感是將鐵心分成上下兩部分，下部分鐵心同線圈固定在框架上，上部分鐵心用電動機，通過調節(jié)氣隙的大小達到改變電抗值的目的。它能夠自動跟蹤無級連續(xù)可調，安全可靠。其缺點是振動和噪聲比較大，在結構設計中應采取措施控制噪聲。這類裝置也可以將接地變壓器和可調電感共箱，使結構更為緊湊。
　　(3)調容式消弧補償裝置。通過調節(jié)消弧線圈二次側電容量大小來調節(jié)消弧線圈的電感電流，二次繞組連接電容調節(jié)柜，當二次電容全部斷開時，主繞組感抗小，電感電流大。二次繞組有電容接入后，根據(jù)阻抗折算原理，相當于主繞組兩端并接了相同功率、阻抗為K2倍的電容，使主繞組感抗增大，電感電流減小，因此通過調節(jié)二次電容的容量即可控制主繞組的感抗及電感電流的大小。電容器的內部或外部裝有限流線圈，以限制合閘涌流。電容器內部還裝有放電電阻。
　　(4)調直流偏磁式自動跟蹤補償消弧線圈。在交流工作線圈內布置一個鐵心磁化段，通過改變鐵心磁化段磁路上的直流勵磁磁通大小來調節(jié)交流等值磁導，實現(xiàn)電感連續(xù)可調。
　　直流勵磁繞組采取反串連接方式，使整個繞組上感應的工頻電壓相互抵消。通過對三相全控整流電路輸出電流的閉環(huán)調節(jié)，實現(xiàn)消弧線圈勵磁電流的控制，利用微機的數(shù)據(jù)處理能力，對這類消弧線圈伏安特性上固有的不大的非線性實施動態(tài)校正。
　　(5)可控硅調節(jié)式自動跟蹤補償消弧線圈。該消弧系統(tǒng)主要由高短路阻抗變壓器式消弧線圈和控制器組成，同時采用小電流接地選線裝置為配套設備，變壓器的一次繞　　組作為工作繞組接入配電網中性點，二次繞組作為控制繞組由2個反向連接的可控硅短路，可控硅的導通角由觸發(fā)控制器控制，調節(jié)可控硅的導通角由0～180°之間變化，使可控硅的等效阻抗在無窮大至零之間變化，輸出的補償電流就可在零至額定值之間得到連續(xù)無極調節(jié)。可控硅工作在與電感串聯(lián)的無電容電路中，其工況既無反峰電壓的威脅，又無電流突變的沖擊，因此可靠性得到保障。
3　中性點接地方式的選擇
　　(1)配電網中性點采用傳統(tǒng)的小電流接地方式。配電網采用小電流接地方式應認真地按《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》(DL/T620－1997)標準的要求執(zhí)行，對架空線路電容電流在10A以下可以采用不接地方式，而大于10A時，應采用消弧線圈接地方式。采用消弧線圈時應按要求調整好，使中性點位移電壓不超過相電壓的15％，殘余電流不宜超過10A。消弧線圈宜保持過補償運行。
　　(2)配電網中性點經低電阻接地。對電纜為主的系統(tǒng)可以選擇較低的絕緣水平，以利節(jié)約投資，但是對以架空線為主的配電網因單相接地而引起的跳閘次數(shù)則會大大增加。
　　對以電纜為主的配電網，其電容電流達到150A以上，故障電流水平為400～1000A，可以采用這種接地方式。采用低電阻方式時，對中性點接地電阻的動熱穩(wěn)定應給予充分的重視，以保證運行的安全可靠。
　　(3)配電網采用自動跟蹤補償裝置。隨著城市配電網的迅速發(fā)展，電纜大量增多，電容電流達到300A以上，而且由于運行方式經常變化，特別是電容電流變化的范圍比較大，用手動的消弧線圈已很難適應要求，采用自動快速跟蹤補償?shù)南【€圈，并配合可靠的自動選線跳閘裝置，可以將電容電流補償?shù)綒埩骱苄�，使瞬時性接地故障自動消除而不影響供電。而對于系統(tǒng)中永久性的接地故障，一方面通過消弧系統(tǒng)的補償來降低接地點電流，防止發(fā)生多相短路；另一方面，通過選線裝置正確選出接地線路并在設定的時間內跳閘，避免了系統(tǒng)設備長時間承受工頻過壓。因此，該接地方式綜合了傳統(tǒng)消弧線圈接地方式跳閘率低、接地故障電流小的優(yōu)點和小電阻接地方式對系統(tǒng)絕緣水平要求低、容易選出接地故障線路的優(yōu)點，是比較合理和很有發(fā)展前景的中性點接地方式。
4　結束語
　　各地區(qū)應該根據(jù)當?shù)嘏潆娋W的發(fā)展水平、電網結構特點，從長遠的發(fā)展觀點，因地制宜地確定配電網中性點接地方式。