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中压配电网中性点接地方式的选择(一)

来源:中国电站集控运行技术网 作者:佚名 发布日期:2008-1-23 19:41:10
关键词:  配电网 接地 电网
1国外中压电网'>配电网中性点接地方式的发展

  世界各国城市电网'>配电网中性点接地方式,各个国家和一个国家中的不同城市都不尽相同,主要是根据自己的运行经验和传统来确定的。

  原苏联规定在下列情况下采用中性点不接地方式:6kV电网单相接地电流小于30A;10kV电网单相接地电流小于20A;15~20kV电网单相接地电流小于15A;35kV电网单相接地电流小于10A。如果单相接地电流超过上述各值,则需采用中性点经消弧线圈接地方式。

  德国在世界上首先使用了消弧线圈,自1916年投运以来积累了丰富的经验。在柏林市的30kV电网中,共有电缆1400km,其电容电流高达4kA,也采用于消弧线圈接地方式。但在50-60年代前西德却不再全部选用经消弧线圈接地方式。

  美国自20年代中期至40年代中期,22~77kV电网中采用快速切除故障的中性点直接接地方式约占71%。1947年以后,采用消弧线圈的接地方式才有了发展;经电阻或小电抗接地约各占6.5%;不接地约占10.6%;经消弧线圈接地约占5.4%。

  英国66kV电网中性点采用经电阻接地方式,而对33kV及以下由架空线路组成的电网'>配电网改为经消弧线圈接地;由电缆组成的电网'>配电网,仍采用中性点经低电阻接地方式。

  法国从1962年开始将城市电网'>配电网电压定为20kV,其中性点采用电阻或经电抗接地方式。巴黎20kV电网'>配电网,电缆共4886km,中性点采用低电阻接地方式,单相接地电流1kA。

  比利时布鲁塞尔10kV系统中性点采用低电阻接地方式,单相接地电流原为2kA,为减少对通讯的影响,现改为1kA。

  2我国中压系统中性点接地方式的发展

  建国初期至80年代,我国完全参照了前苏联的规定,对3-66kV电网中性点主要采用不接地或经消弧线圈接地2种方式。80年代中期,我国城市10kV电网'>配电网中电缆线路逐渐增多,电容电流相继增大,而且运行方式经常变化,消弧线圈调整存在困难,当发生单相接地时间一长,往往发展成为两相短路。对此,国内开始重新考虑合适的接地方式,从1987年开始,广州部分变电站为了满足10kV电缆较低的绝缘水平,采用了低电阻接地方式;随后,深圳根据其10kV电网'>配电网电缆不断增加的实际,从1995年开始实施10kV电网'>配电网中性点采用低电阻接地方式的工程;天津电缆网比较多,过去以消弧线圈接地为主,现在对35kV电缆网试行低电阻接地方式,运行情况正常;苏州工业园区,其电网'>配电网采用20kV供电,全部为电缆线路,中性点也采用低电阻接地的运行方式,自1996年正式投运至今,运行正常。上海在90年代对35kV电网'>配电网全面采用低电阻接地的运行方式。

  针对上述情况,原国家电力部对原SDJ7-79《电力设备过电压保护设计技术规程》进行了修订,在颁布的新规程即国家电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中,对有关电网'>配电网中性点接地方式做了重大修改:

  (1) 将原规定3-10kV电网'>配电网中单相接地电容电流大于30A时才要求安装消弧线圈,修改为单相接地电容电流大于10A时即要求安装消弧线圈。

  (2) 根据国内已有的中性点经低电阻接地的运行经验,对6-35kV主要由电缆线路构成的系统,其单相接地故障电容电流较大时,可采用低电阻接地的运行方式。

  (3) 对于6-10kV系统以及发电厂厂用系统,其单相接地故障电容电流较小时,为防止谐振、间歇性电弧接地过电压等对设备的损害,可采用高电阻接地的运行方式。

  3中压电网'>配电网中性点不同接地方式的比较

  3.1中性点不接地电网'>配电网

  中性点不接地电网'>配电网中如果三相电压是对称的,则电源中性点的电位为零,但是由于架空线路排列不对称而换位又不完全等原因,造成各相导纳并不相等,中性点产生位移电压,但由于数值较小,并不影响正常运行。在发生单相接地故障时,中性点处电位升高为相电压,非接地相相对地电压升高为线电压,即1.73倍相电压,但线电压仍保持不变。

  此种接地方式的优点为:设置简单,不需要在中性点接任何装置;由于单相接地时电流小,对邻近通信线路干扰小;单相接地时并不影响向用户供电,因此,对于规模不大的电网,从减少跳闸次数提高供电可靠性方面考虑是合理的。但它也存在致命缺陷,对于中性点不接地电网'>配电网,出现间歇电弧的概率很大。

  在发生间歇电弧时,多数情况下健全相过电压不超过2.7倍,统计概率为2.5%-5%,而最大不会超过3.5倍相电压,且发生概率极小;对于正常设备因有较大的绝缘裕度,能够承受此种过电压,但由于持续时间长,容易发展为相间故障。

  3.2中性点经消弧线圈接地的中压系统

  消弧线圈是一个装设于中性点的可调电感线圈,当发生单相接地时,可形成与接地电流大小接近但方向相反的感性电流以补偿容性电流,从而使故障处的残余电流变得很小或接近于零,以促使电弧自动熄灭;当电流过零电弧熄灭后,消弧线圈还可减小故障相电压的恢复速度,从而减小电弧重燃的可能性。这种接地方式也称谐振接地方式。

  当完全补偿时,消弧线圈中性点位移电压Uo将很高,故规程推荐使用过补偿方式来减小中性点位移电压;采用过补偿运行方式,当电网切除部分线路后脱谐度的绝对值足增大的,完全可以避免发生线性谐振;采用欠补偿运行方式在今后电网发展线路增加后,脱谐度必然增大,不利于发挥消弧作用,必须立即增加补偿容量,而过补偿无上述问题。脱谐度大虽然可以降低中性点位移电压,但脱谐度过大,将使线路接地电流太大,不利于电弧熄灭。因此,应合理选择脱谐度,一般选10左右。

  中性点经消弧线圈接地电网'>配电网发生单相接地时故障电流小,对邻近通信线路干扰小;另外发生单相接地时并不影响向用户供电。由于中性点经消弧线圈接地电网'>配电网脱谐度不大,如线路不对称度很大,特别是当发生断路器非全相操作时,或发生单相或两相断线时,若阻尼率小,某些条件可引起串联谐振,需加以防范。

  由于手动调匝式消弧线圈不能随电网运行方式的变化来进行调整,保持合理的脱谐度,使消弧线圈作用得不到充分发挥,因此,出现了可自动跟踪调谐的消弧线圈。该装置在可调的电感下串有阻尼电阻,以限制在调节过程中可能出现的中性点位移电压升高。当电网发生永久性单相接地时,阻尼电阻被短接以防止发生损坏。

  自动跟踪调谐的消弧线圈装置按改变电感方法的不同,可分为调匝式、调气隙式、用直流偏磁凋节式等。目前,普遍采用的为调匝式自动跟踪调谐消弧线圈装置。它可以通过实时测量流过消弧线圈电流的幅值和相位变化,计算出电网当前方式下的对地电容电流,根据预先设定的最小残流值或脱谐度,由控制器调节有载调压分接头,调节到所需要补偿到的档位,但不能连续调节。

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