浅谈10KV配电网中性点接地方式.doc

浅谈10KV配电网中性点接地方式 1.三种不同接地方式在我国的10kV配电系统中，中性点的接地方式基本上有三种：中性点绝缘接地方式、中性点经小电阻接地方式和中性点经消弧线圈接地方式。这三种接地方式各有优缺点，特别对于小电阻接地和消弧线圈接地方式孰优孰劣问题，一直存在不同的观点。1.1中性点不接地中性点不接地方式是我国10KV配电网采用得比较多的一种方式。这种接地方式在运行当中如发生了单相接地故障，由于流过故障点的电流仅为电网对地的电容电流，当10kV配电系统Ijd限制在10A以下时，接地电弧一般能够自动熄灭，此时虽然健全相电压升高，但系统还是对称的，故可允许带故障连续供电一段时间（规程规定为2小时），相对地提高了供电可靠性。这种接地方式不需任何附加设备，只要装设绝缘监察装置，以便发现单相接地故障后能迅速处理，避免单相故障长期存在发展为相间短路故障。由于中性点不接地方式中性点对地是绝缘的，当发生弧光接地时，由于对地电容中的能量不能释放，因此会产生弧光接地过电压或谐振过电压，其值一般可达23.5Uxg，会对设备绝缘造成威胁。另一方面，由于目前普遍使用的小电流接地系统选线装置的选线准确率比较低，还未能够准确地检测出发生接地故障的线路。发生单相接地故障后，一般采用人工试拉的方法寻找接地点，因此会造成非故障线路的不必要停电。1.2 中性点经小电阻接地中性点经小电阻接地方式，即在中性点与大地之间接入一定阻值的电阻，该方式可认为是介于中性点不接地和中性点直接接地之间的一种接地方式，世界上以美国为主的部分国家采用中性点经小电阻接地方式。采用此种方式，用以泄放线路上的过剩电荷，来限制弧光接地过电压。中性点经小电阻接地方式中，一般选择电阻的值较小（工程上一般选取1020）。在系统单相接地时，控制流过接地点的电流在10A500A之间，通过流过接地点的电流来启动零序保护动作，因此可快速切除线路单相故障。中性点经小电阻接地的特点有：1.2.1中性点经小电阻接地系统可以配置零序过流或限流速断保护。当系统发生单相接地故障时，故障线路的零序保护可在（0.52.0）sec切除故障。根据北京、上海等地的运行经验，零序保护动作准确率在95%以上，可及时切除故障线路。1.2.2由于电阻是耗能元件同时也是阻尼元件，相当于在谐振回路中串接一个阻尼电阻，由于电阻的阻尼作用，可以限制谐振过电压的形成。试验表明，当接地电阻值R1500，基本上可以消除系统内的各种谐振过电压。1.2.3在中性点不接地和经消弧线圈接地的系统中，健全相的过电压水平可超过3倍相电压，对设备的的绝缘水平造成一定的危害。在小电阻接地系统中，当接地电弧第一次自动熄灭后，系统的对地电容的残余电荷将通过小电阻及时泄放，因此过电压幅值不高，不会产生很高的过电压，健全相的过电压低于3倍相电压，因此一般不会危及设备的绝缘。1.2.4有利于降低操作过电压，中性点经小电阻接地的配电网发生单相故障时，零序保护动作，可准确并迅速地切除线路的故障。如果发生接地故障的线路是电缆线路，由于电缆线路故障一般是永久性故障，可对电缆线路不投线路重合闸，不会引起操作过电压；如果发生单相接地故障的线路是架空线路，由于架空线路发生单相接地故障较多，在故障跳闸后，线路还将重合一次，根据运行经验和实测表明，无论重合闸是否成功，线路重合过程中不会引起明显的操作过电压。1.2.5采用中性点经小电阻接地，当系统发生单相故障时，无论故障是永久性还是非永久性的，故障线路均跳闸，因此线路跳闸次数较多；当架空绝缘导线断线，裸导线断线接触的是沙砾、沥青、混凝土等干燥地面时，由于接地电流小，零序保护由于灵敏度原因可能不动作，会导致一定程度的安全事故。1.3 中性点经消弧线圈接地消弧线圈是一个装设于配电网中性点的可调电感线圈，当电网发生单相接地故障时，其作用是提供一个感性电流，用来补偿单相接地的容性电流。采用中性点经消弧线圈接地方式，在系统发生单相接地时，利用消弧线圈的电感电流对接地电容电流进行补偿，使流过接地点的电流减小（10A以下）到能自行熄弧范围，因接地电流电容电流得到补偿，单相接地故障并不发展为相间故障，按规程规定系统可带单相接地故障运行2h。因此中性点经消弧线圈接地方式的供电可靠性，高于中性点经小电阻接地方式。中性点经消弧线圈接地的特点有：1.3.1故障点接地电弧可自行熄灭，提高了供电可靠性。由于消弧线圈的感性电流对故障容性电流的补偿，使单相故障接地容性电流在10A以下，因此接地电弧可以自行熄灭并避免重燃。1.3.2可降低了接地工频电流(即残流)和地电位升高，减少了跨步电压和接地电位差，减少了对低压设备的反击以及对信息系统的干扰。1.3.3传统的消弧线圈需要人工进行调谐，不仅会使电网短时失去补偿，而且不能有效地控制单相接地的故障电流。自动跟踪补偿消弧线圈装置则能够随电网运行方式的变化，及时、快速地调节消弧线圈的电感值，当系统发生单相接地时，消弧线圈的电感电流能有效地补偿接地点的电容电流，避免了间歇性弧光接地过电压的产生。2.中性点接地方式的选择中性点不接地系统具有供电可靠性高，对人身及设备有较好的安全性，通讯干扰小，投资少等优点。比较适合用于系统不大，网络结构比较简单，运行方式变化不大的系统。中性点经小电阻接地，主要优点是过电压小，系统电缆可以选择较低的绝缘水平，以节省投资。对于架空线路为主的系统，由于单相接地大多数为瞬时故障，而这种接地方式不分单相多相故障的性质一律跳闸；对以电缆为主的配电网，由于电缆很少发生单相接地瞬时故障，比较适宜采用经小电阻接地方式。从限制单相接地故障电流的危害性角度出发，则中性点经消弧线圈（自动跟踪补偿）接地方式较其他两种接地方式有一定的优越性。由于消弧线圈能够根据系统的电容电流实时进行补偿，避免发生间歇性弧光接地过电压，供电可靠性相对提高。但是自动跟踪消弧线圈的选线准确率还不高，在运行实践中，很多安装自动跟踪补偿消弧线圈的变电站由于装置的选线准确率不高，导致需要采用试拉馈线的办法寻找故障点。3.结语10KV配电网中性点接地方式是一个涉及到可靠供电、人身和设备安全、通讯干扰和过电压等方面的问题，应结合当地配电网的发展水平、电网结构特点，因地制宜地选择配电网中性点接地方式。