電力系統(tǒng)中性點經(jīng)電阻接地方式優(yōu)、缺點
中性點經(jīng)電阻接地方式
中性點經(jīng)電阻接地方式可分為三種:經(jīng)高阻接地、經(jīng)中電阻接地和經(jīng)小電阻接地,成套產(chǎn)品接地電阻柜。
1、中性點經(jīng)高電阻接地方式
中性點經(jīng)高阻接地方式適用于對地電容電流Ic<10A的配電網(wǎng),單相接地電流大于允許值的大型發(fā)電機,單相接地故障電流Ijd<10A,中性點接地電阻值一般為數(shù)百歐姆至上千歐姆。中性點經(jīng)高阻接地可以消除大部分諧振過電壓,對單相間歇弧光接地過電壓具有一定的限制作用。
2、中性點經(jīng)中電阻和小電阻接地方式
中電阻和小電阻之間沒有統(tǒng)一的界限,一般認(rèn)為單相接地故障時通過中性點電阻的電流10A<IR<100A時為中電阻接地方式,當(dāng)IR>100A時為小電阻接地方式。中性點經(jīng)中電阻和小電阻接地方式適用于以電纜線路為主、瞬時性單相接地故障很少的、系統(tǒng)電容電流比較大的城市配網(wǎng)、發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)及大型工礦企業(yè)配電系統(tǒng)。
3、以電纜線路為主的配電網(wǎng)的特點:
單位長度的電纜線路的電容電流比架空線路電容電流大10幾倍,以電纜為主的
配電網(wǎng)對地電容電流都比較大。
電纜線路受外界環(huán)境條件(雷電、外力、樹木、大風(fēng)等)影響小,瞬時接地故障很少,接地故障一般都是永久性故障。
電纜線路發(fā)生接地故障時,接地電弧為封閉性電弧,電弧不易自行熄滅,如不及時跳閘,很容易造成相間短路,擴大事故。
電纜為弱絕緣設(shè)備。例如,10kV交聯(lián)聚乙稀電纜的一分鐘工頻耐壓為28KV ,而一般10kV 配電設(shè)備的絕緣水平為35kV 。在消弧線圈接地系統(tǒng)中,由于查找故障點時間較長,電纜長時間承受工頻或暫態(tài)過電壓作用,易發(fā)展成相間故障,造成一線或多線跳閘。上海79—84的統(tǒng)計結(jié)果表明,有30%單相接地故障在查找故障點過程中,引起跳閘或閃絡(luò)。據(jù)湘潭鋼廠同志介紹,該廠的變配電系統(tǒng)原采用消弧線圈接地,由于廠區(qū)基本上都是電纜線路,且使用年限較長、絕緣老化,在單相接地時,經(jīng)常發(fā)生來不及找出故障線路,非故障線路就發(fā)生電纜爆炸的情況。
接地故障時要求繼電保護及時動作跳開故障線路。
隨著城市電網(wǎng)改造工作的進展,大部分負(fù)荷都采用環(huán)網(wǎng)或雙電源供電,配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)得到加強,有些地方已開始配網(wǎng)自動化的實施,從而大大提高了供電可靠性,而不是靠帶接地故障運行來提高供電可靠性。
4、中性點經(jīng)電阻接地方式的特點:
中性點電阻是耗能元件,也是阻尼元件(而消弧線圈是諧振元件)。
可以降低工頻過電壓,單相接地故障時非故障相電壓< 3 相電壓,且持續(xù)時間很短。
有效地限制弧光接地過電壓,在中性點經(jīng)電阻接地的配網(wǎng)中,當(dāng)接地電弧熄弧后,系統(tǒng)對地電容中的殘荷將通過中性點電阻泄放掉,在下一次燃弧時其過電壓幅值和從正常運行情況發(fā)生單相接地故障時的情況相同,不會產(chǎn)生很高的過電壓。中性點電阻阻值越小,泄放殘荷越快。適當(dāng)選擇中性點電阻值,可以將過電壓倍數(shù)限制在滿意的范圍內(nèi)。
是消除系統(tǒng)各種諧振過電壓的最有效措施,中性點電阻相當(dāng)于在諧振回路中并接一個阻尼電阻,由于電阻的阻尼作用,基本上可以消除系統(tǒng)的各種諧振過電壓。試驗表明,只要中性點電阻不是太大(不大于1500Ω),就可以消除各種諧振過電壓,電阻值越小,消除諧振的效果越好。
降低操作過電壓,中性點經(jīng)電阻接地的配網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時,零序保護動作,可準(zhǔn)確判斷并快速切除故障線路,如果故障線路是電纜線路,考慮到接地故障一般是永久性故障,對故障線路不進行重合閘,不會引起操作過電壓。如果是架空線路,由于架空線路發(fā)生瞬時故障的可能性較大,在故障線路跳閘后,還將重合一次。實測表明,不論重合成功與否,在重合閘過程中均無明顯的諧振過程和過電壓。
提高系統(tǒng)安全水平、降低人身傷亡事故,在低電阻接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障時,零序保護可以在很短時間內(nèi)動作,將電源切除,這就大大降低了人員接觸帶電故障設(shè)備的機會,從而減少了人身觸電傷亡的機會。深圳市10kV配電網(wǎng)采用70多套中性點電阻接地裝置,運行6年多,從未發(fā)生過因單相接地引起的人身或牲畜觸電傷亡事故。廣州市10kV 配電網(wǎng)采用中性點小電阻接地方式后,人身觸電傷亡事故也大幅下降。
有利于無間歇金屬氧化物避雷器(MOA)的推廣使用,中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)中,無間歇金屬氧化物避雷器不會長期工作在很高的工頻過電壓 和暫態(tài)過電壓作用下,不會因為其通流容量不足和加速老化而發(fā)生爆炸,所以中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)適宜采用無間隙金屬氧化物避雷器(MOA)。
有利于降低系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平和提高系統(tǒng)安全可靠運行水平,由于系統(tǒng)的工頻電壓升高和暫態(tài)過電壓倍數(shù)較低,加之無間隙金屬氧化物避雷器保護性能優(yōu)越,可以將雷電過電壓和操作過電壓限制到較低水平,所以,中性點經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)的電氣設(shè)備承受的過電壓數(shù)值低、時間短,可以適當(dāng)降低設(shè)備的絕緣水平,節(jié)約設(shè)備投資,對采用原標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備則安全可靠性和設(shè)備使用壽命大大增長,同時也大大提高整個系統(tǒng)的運行可靠水平,具有明顯的經(jīng)濟效益。
可及時切除故障線路,中性點經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)可以簡單的配置零序過流保護,在發(fā)生單相接地故障時,故障線路的零序保護動作,跳開本線路的斷路器,深圳市城市電網(wǎng)自1996年開始實施10kV電網(wǎng)小電阻接地方式,至2000年已有城區(qū)20多個220kV、110kV 變電站、70多套中性點電阻柜運行,經(jīng)過四年多運行檢驗,零序保護動作近500次,統(tǒng)計分析證明,零序保護動作正確率達99%以上,配電設(shè)備重大或特大事故大幅降低。
中性點經(jīng)電阻接地方式對系統(tǒng)電容電流變化的適應(yīng)范圍較大,當(dāng)確定適當(dāng)?shù)慕拥仉娮柚岛螅到y(tǒng)的電容電流在較大的范圍內(nèi)變化,接地電阻對降低弧光過電壓、消除諧振過電壓的效果不會有明顯的變化,所以在系統(tǒng)運行方式發(fā)生變化及電網(wǎng)發(fā)展時,可以不改變接地電阻值。
簡單、可靠、經(jīng)濟。中性點接地電阻結(jié)構(gòu)簡單、可靠、投資省。