中性點(diǎn)小電流接地系統(tǒng).doc

電力系統(tǒng)小電流接地系統(tǒng)簡(jiǎn)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(diǎn)直接接地l 中性點(diǎn)不接地l 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地l 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地l 中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地l 中性點(diǎn)經(jīng)接地變壓器接地中性點(diǎn)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(shuō)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)對(duì)地電流很大，同樣小電流接地系統(tǒng)是說(shuō)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)對(duì)地電流很小。二、選擇不同中性點(diǎn)接地方式的目的不論采用何種的中性點(diǎn)接地方式，其目的都是為了當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障或者相間短路故障的時(shí)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(jì)性。接地方式的選擇與供電可靠性、人身安全、設(shè)備水平、過(guò)電壓保護(hù)、繼電保護(hù)等是密切相關(guān)的。三、大電流接地系統(tǒng)由于我國(guó)受電力系統(tǒng)設(shè)備工藝、材料等技術(shù)現(xiàn)狀的制約，同時(shí)考慮到電力系統(tǒng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)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(duì)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(yùn)行，目前我國(guó)很多地方是很難滿足的，但國(guó)網(wǎng)公司對(duì)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(diǎn)附近的跨步電壓較高，從而對(duì)變電運(yùn)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(duì)于自動(dòng)重合閘及二次保護(hù)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(guó)配電電網(wǎng)發(fā)展初期是學(xué)習(xí)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(shí)我國(guó)的消弧線圈技術(shù)也是從蘇聯(lián)學(xué)習(xí)過(guò)來(lái)的，因此在電網(wǎng)建設(shè)初期由于電網(wǎng)規(guī)模不大，我國(guó)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(shè)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(duì)地短路時(shí)非故障相的電壓將上升到正常運(yùn)行電壓的3倍，因此小電流接地系統(tǒng)對(duì)電氣絕緣也就相應(yīng)提出了更高的要求。第三，基于以上原因，根據(jù)我國(guó)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(huì)使電氣絕緣成本大幅提高，所以在220kV以上系統(tǒng)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范規(guī)定采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，因?yàn)閷?duì)于高壓及超高壓系統(tǒng)，電氣設(shè)備的絕緣成本已上升為主要問(wèn)題。對(duì)于110kV系統(tǒng)，由于這一電壓等級(jí)有部分應(yīng)用于安全配電，故此對(duì)一些對(duì)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(diǎn)直接接地方式，以節(jié)約配電及送電系統(tǒng)建設(shè)中的絕緣投資。第四，對(duì)于3kV66kV配電系統(tǒng)，我國(guó)基本采用的是小電流接地系統(tǒng)（也有例外，但極少），因?yàn)閷?duì)我國(guó)電氣設(shè)備絕緣的制造水平比較容易達(dá)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(guó)采用中性點(diǎn)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(diǎn)直接接地方式。五、接地變壓器1、接地變壓器的產(chǎn)生我國(guó)電力系統(tǒng)中，3kV、6kV、10kV、35kV電網(wǎng)中一般都采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。電網(wǎng)中主變壓器配電電壓側(cè)一般為三角形接法，沒(méi)有可供接地電阻的中性點(diǎn)。當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，線電壓三角形保持對(duì)稱，對(duì)用戶繼續(xù)工作影響不大，并且電容電流比較?。ㄐ∮?0A）時(shí)，一些瞬時(shí)性接地故障能夠自行消失，這對(duì)提高供電可靠性，減少停電事故是非常有效的。由于該運(yùn)行方式簡(jiǎn)單、投資少，所以在我國(guó)電網(wǎng)初期階段一直采用這種運(yùn)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(jiǎn)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(lái)越大（超過(guò)10A），此時(shí)接地電弧不能可靠熄滅，就會(huì)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(huì)產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓，其幅值可達(dá)4U（U為正常相電壓峰值）或者更高，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)對(duì)電氣設(shè)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(guò)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(yán)重威脅電網(wǎng)設(shè)備的絕緣，危及電網(wǎng)的安全運(yùn)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(hù)可靠動(dòng)作，需人為建立一個(gè)中性點(diǎn)，以便在中性點(diǎn)接入接地電阻。為了解決這樣的辦法。接地變壓器（簡(jiǎn)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(gè)中性點(diǎn)接地電阻，它的接地電阻一般很?。ㄒ话阋笮∮?歐）。 另外接地變壓器有電磁特性，對(duì)正序負(fù)序電流呈高阻抗，繞組中只流過(guò)很小的勵(lì)磁電流。由于每個(gè)鐵心柱上兩段繞組繞向相反，同心柱上兩繞組流過(guò)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(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，在繞組中將流過(guò)正序、負(fù)序和零序電流。該繞組對(duì)正序和負(fù)序電流呈現(xiàn)高阻抗，而對(duì)零序電流來(lái)說(shuō)，由于在同一相的兩繞組反極性串聯(lián)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(yīng)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(gè)用途：1）、供給變電站使用的低壓交流電源；2）、在10kV側(cè)形成人為的中性點(diǎn)，同消弧線圈相結(jié)合，用于10kV發(fā)生接地時(shí)補(bǔ)償接地電容電流，消除接地點(diǎn)電弧，其原理如下：三相電網(wǎng)各相導(dǎo)線及各相對(duì)地之間，沿導(dǎo)線全長(zhǎng)都分布有電容。當(dāng)電網(wǎng)中性點(diǎn)不是死接地時(shí)，單相接地相的對(duì)地電容為零，另外兩相的對(duì)地電壓升高到3倍。相電壓升高并未超過(guò)安全電壓設(shè)計(jì)絕緣強(qiáng)度，但是會(huì)導(dǎo)致其對(duì)地電容的增加。單相接地時(shí)電容電流為正常運(yùn)行時(shí)一相對(duì)地電容電流的3倍。當(dāng)該電容電流較大時(shí)，較易引起間歇電弧，對(duì)電網(wǎng)的電感和電容的震蕩回路產(chǎn)生過(guò)電壓，其值可達(dá)2.5到3倍的相電壓。電網(wǎng)電壓越高由其引起的過(guò)電壓危險(xiǎn)越大。因此只有60KV以下的供電系統(tǒng)的中性點(diǎn)才可不接地，因?yàn)樗鼈儐蜗嘟拥仉娙蓦娏鞑淮?。否則，應(yīng)通過(guò)接地變壓器將中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地。當(dāng)變電站主變壓器一側(cè)（如10KV側(cè)）為三角形或星形接線，當(dāng)單相對(duì)地電容電流較大時(shí)，由于沒(méi)有中性點(diǎn)可接地，則需要采用一臺(tái)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(diǎn)，以便經(jīng)消弧線圈接地，使電網(wǎng)形成人為中性點(diǎn)，這就是接地變壓器的作用。在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)接地變壓器承受電網(wǎng)的對(duì)稱電壓，僅流過(guò)很小的勵(lì)磁電流，處于空載運(yùn)行狀態(tài)，其中性點(diǎn)對(duì)地電位差為零（忽略消弧線圈的中性點(diǎn)位移電壓），此時(shí)消弧線圈沒(méi)有電流流過(guò)。假設(shè)相對(duì)地短路時(shí)，三相不對(duì)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(bǔ)償了接地電容電流，消除了接地點(diǎn)的電弧。3、接地變壓器的主要特點(diǎn)是：1）、考慮到各鐵心柱上的磁勢(shì)平衡，繞組采用