對(duì)于配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式淺析及選擇
論文摘要:電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)涉及電力系統(tǒng)許多方面的綜合性技術(shù)課題,它不僅涉及到電網(wǎng)本身的安全可靠性、過電壓絕緣水平的選擇,而且對(duì)通訊干擾、人身安全有重要影響。
論文關(guān)鍵詞:配電網(wǎng);中性點(diǎn)
一、中性點(diǎn)不同接地方式的比較
?。ㄒ唬┲行渣c(diǎn)不接地的配電網(wǎng)。中性點(diǎn)不接地方式,即中性點(diǎn)對(duì)地絕緣,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行方便,不需任何附加設(shè)備,投資省,適用于農(nóng)村10kV架空線路長(zhǎng)的輻射形或樹狀形的供電網(wǎng)絡(luò)。該接地方式在運(yùn)行中,若發(fā)生單相接地故障,流過故障點(diǎn)的電流僅為電網(wǎng)對(duì)地的電容電流,其值很小,需裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置,以便及時(shí)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(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí),其接地電流很小,若是瞬時(shí)故障,一般能自動(dòng)消弧,非故障相電壓升高不大,不會(huì)破壞系統(tǒng)的對(duì)稱性,可帶故障連續(xù)供電2h,從而獲得排除故障時(shí)間,相對(duì)地提高了供電的可靠性。
?。ǘ┲行渣c(diǎn)經(jīng)傳統(tǒng)消弧線圈接地。采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式,即在中性點(diǎn)和大地之間接入一個(gè)電感消弧線圈,在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí),利用消弧線圈的電感電流對(duì)接地電容電流進(jìn)行補(bǔ)償,使流過接地點(diǎn)的電流減小到能自行熄弧范圍,其特點(diǎn)是線路發(fā)生單相接地時(shí),按規(guī)程規(guī)定電網(wǎng)可帶單相接地故障運(yùn)行2h。對(duì)于中壓電網(wǎng),因接地電流得到補(bǔ)償,單相接地故障并不發(fā)展為相間故障,因此中性點(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。
?。ㄈ┲行渣c(diǎn)經(jīng)電阻接地。中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式,即中性點(diǎn)與大地之間接入一定阻值的電阻。該電阻與系統(tǒng)對(duì)地電容構(gòu)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(duì)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(diǎn)經(jīng)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(shí),控制流過接地點(diǎn)的電流在500A左右,也有的控制在100A左右,通過流過接地點(diǎn)的電流來啟動(dòng)零序保護(hù)動(dòng)作,切除故障線路。
二、自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈
?。ㄒ唬┱{(diào)匝式自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈。調(diào)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(guān)進(jìn)行切換,改變接入的匝數(shù),從而改變電感量。調(diào)匝式因調(diào)節(jié)速度慢,只能工作在預(yù)調(diào)諧方式,為保證較小的殘流,必須在諧振點(diǎn)附近運(yùn)行。
?。ǘ┱{(diào)氣隙式自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈。調(diào)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(dòng)機(jī),通過調(diào)節(jié)氣隙的大小達(dá)到改變電抗值的目的。它能夠自動(dòng)跟蹤無級(jí)連續(xù)可調(diào),安全可靠。其缺點(diǎn)是振動(dòng)和噪聲比較大,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)采取措施控制噪聲。這類裝置也可以將接地變壓器和可調(diào)電感共箱,使結(jié)構(gòu)更為緊湊。
?。ㄈ┱{(diào)容式消弧補(bǔ)償裝置。通過調(diào)節(jié)消弧線圈二次側(cè)電容量大小來調(diào)節(jié)消弧線圈的電感電流,二次繞組連接電容調(diào)節(jié)柜,當(dāng)二次電容全部斷開時(shí),主繞組感抗最小,電感電流最大。二次繞組有電容接入后,根據(jù)阻抗折算原理,相當(dāng)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(diào)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(nèi)部或外部裝有限流線圈,以限制合閘涌流。電容器內(nèi)部還裝有放電電阻。
?。ㄋ模┱{(diào)直流偏磁式自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈。在交流工作線圈內(nèi)布置一個(gè)鐵心磁化段,通過改變鐵心磁化段磁路上的直流勵(lì)磁磁通大小來調(diào)節(jié)交流等值磁導(dǎo),實(shí)現(xiàn)電感連續(xù)可調(diào)。
直流勵(lì)磁繞組采取反串連接方式,使整個(gè)繞組上感應(yīng)的工頻電壓相互抵消。通過對(duì)三相全控整流電路輸出電流的閉環(huán)調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)消弧線圈勵(lì)磁電流的控制,利用微機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力,對(duì)這類消弧線圈伏安特性上固有的不大的非線性實(shí)施動(dòng)態(tài)校正。
?。ㄎ澹┛煽毓枵{(diào)節(jié)式自動(dòng)跟蹤補(bǔ)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(shí)采用小電流接地選線裝置為配套設(shè)備,變壓器的一次繞組作為工作繞組接入配電網(wǎng)中性點(diǎn),二次繞組作為控制繞組由2個(gè)反向連接的可控硅短路,可控硅的導(dǎo)通角由觸發(fā)控制器控制,調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)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(bǔ)償電流就可在零至額定值之間得到連續(xù)無極調(diào)節(jié)??煽毓韫ぷ髟谂c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。
三、中性點(diǎn)接地方式的選擇
(一)配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用傳統(tǒng)的小電流接地方式。配電網(wǎng)采用小電流接地方式應(yīng)認(rèn)真地按《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》(DL/T620-1997)標(biāo)準(zhǔn)的要求執(zhí)行,對(duì)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(shí),應(yīng)采用消弧線圈接地方式。采用消弧線圈時(shí)應(yīng)按要求調(diào)整好,使中性點(diǎn)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(bǔ)償運(yùn)行。
?。ǘ┡潆娋W(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地。對(duì)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(duì)以架空線為主的配電網(wǎng)因單相接地而引起的跳閘次數(shù)則會(huì)大大增加。
對(duì)以電纜為主的配電網(wǎng),其電容電流達(dá)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(shí),對(duì)中性點(diǎn)接地電阻的動(dòng)熱穩(wěn)定應(yīng)給予充分的重視,以保證運(yùn)行的安全可靠。
?。ㄈ┡潆娋W(wǎng)采用自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置。隨著城市配電網(wǎng)的迅速發(fā)展,電纜大量增多,電容電流達(dá)到300A以上,而且由于運(yùn)行方式經(jīng)常變化,特別是電容電流變化的范圍比較大,用手動(dòng)的消弧線圈已很難適應(yīng)要求,采用自動(dòng)快速跟蹤補(bǔ)償?shù)南【€圈,并配合可靠的自動(dòng)選線跳閘裝置,可以將電容電流補(bǔ)償?shù)綒埩骱苄?,使瞬時(shí)性接地故障自動(dòng)消除而不影響供電。而對(duì)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(bǔ)償來降低接地點(diǎn)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(shè)定的時(shí)間內(nèi)跳閘,避免了系統(tǒng)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)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(diǎn)和小電阻接地方式對(duì)系統(tǒng)絕緣水平要求低、容易選出接地故障線路的優(yōu)點(diǎn),是比較合理和很有發(fā)展前景的中性點(diǎn)接地方式。
四、結(jié)束語
各地區(qū)應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)的發(fā)展水平、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展觀點(diǎn),因地制宜地確定配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式。
責(zé)任編輯:電力交易小郭
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