中性點接地方式對通訊與信號系統的干擾
中性點接地方式對通訊與信號系統的干擾問題也是相當重要的,在某些國家中,它甚至還是選擇中性點接地方式的決定性因素。
每一條交流線路的周圍空間都建立起交變電磁場,而交變電磁場將在鄰近的導體回路內感應出電壓。當這種回路是位于高壓輸電線路附近的通訊線路或信號系統時,感應出來的電壓就可能造成嚴重的干擾,甚至危及工作人員的安全或引起信號裝置的諛動作。
輸電線路所造成的干擾有兩種,一種是低頻干擾,另一種是音頻干擾。造成干擾的具體途徑也有兩種,一種是靜電感應,另一種是電磁烕應。
當電力系統正常運行時,如三相完全對稱,則無論中性點接地方式如何,中性點的位移電壓都等于零,各相電流以及對地電壓數値相等、相位相差120°,因而它們在線路周圍空間各點所造成的電場和磁場均彼此抵消,不會對通訊系統產生干擾影響。如三相有些不對稱,中性點位移雖不等于零,但也不會很大,因而干擾幷不嚴重,但對這時持續存在的零序量也應予以一定的注意。
在電力系銃中發生單相接地故障時,出現的零序電壓與零序電流是強太的干擾源。在小接地電流系統中,起主要作用的是靜電烕應;在大接地電流系統中,則以電磁感應為主。靜電烕應可以用比較簡單的方法加以限制,而電磁感應的消除就要困難得多了。由此可知,采用中性點有效接地方式將使干擾問題的解決較為復雜。
中性點不接地系統的接地電流通常都是很小的,因而一般不會在鄰近的通訊線路上威應出很高的電壓。但是,也應該注意,這種系統最容易從一相接地發展為兩相接地故障,而在這種情況下,故障電流是同直接接地系統的故障電流差不多的。
干擾的嚴重程度幷不是單單取決于電流的大小,而是同地中電流的延續時間及波形也有密切的關系。不接地系統一般沒有作用于跳閘的接地保護裝置,接地故障的延續時間較長,加上電容電流所造成的發弧條件,從而導致波形嚴重崎變,使能量中的有功部分轉入較高的頻率段,因而干擾仍較嚴重。曾經有人證明,在有一些場合下,采用其它的中性點接地方式反而能減輕電磁烕應。
總之,從電磁干擾的角度來看,中性點不接地運行不一定比接地運行來得優越。從干擾的角度來看,中性點直接接地當然是最不利的一種接地方式了,不過也應該指出,在這種條件下,由于接地敵障被迅速切除,所以干擾延續的時間是最短的。
經消弧線圈接地在這方面具有明顯的優越性,因為當補償電網中發生一相接地故障時,烕應回路和電流在其中的分布都是受到控制的,而和接地的地點無關,所以就可以設法使電磁烕應分解為兩個彼此抵銷的分量。這一點可以用圖5-1來加以設明,其中(c)圖表示一條輸電線路1和一條通訊線路2在一段長度d內彼此靠近的情況;(6)圖為沒有消弧線圈(中性點不接地)時的接地電容電流的分布狀況。
如果是直接接地系統,(b)圖中的陰影三角形將變成矩形,其髙度則取決于故障地點和兩端電源的容量大小。無論是中性點不接地系統,或是直接接地系統,在一般情況下,兩個相反的縱向感應電壓(用圖下的曲線表示)不可能正好相互抵消,因而通訊線上將出現某一合成電壓。
在補償電網中(圖5-1c),接地電流的分布和故障地點無關,而取決于消弧線圈的安裝地點及其相對位置。這就意味著電流的分布是可以設法調節的,從而使電磁感應得以相互抵消。
圖5-1輸電線對通訊線的影響
(a)靠近的錢段;(b)中性點不接地時,接地電流的分布和縱向感應電壓;(c)中性點經消弧線圈接地時,接地電流的分布和縱向感應電壓
最后也應附帶指出,補償電網在這方面也不是沒有問題的,因為這時只要系統各相對地電容不對稱,就將出現很大的中性點位移,即使在正常運行狀態下也存在著一定的零序電壓,雖然其數値遠較一相接地時為小,但由于它是長期存在的,所以也應加以注意。
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