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本文比較了配電網中性點不同接地方式的優(yōu)缺點 1 中性點接地方式 我國早期曾規(guī)定:將電力系統(tǒng)中性點接地方式分為大接地短路電流系統(tǒng)和小接地短路電流系統(tǒng)兩類。因電流大小難以用電力系統(tǒng)中性點接地方式分類來明確界定 電力系統(tǒng)中性點有效接地,包括直接接地或經低值電阻器或低值電抗器接地 電力系統(tǒng)中性點非有效接地 2 配電網中性點不同接地方式的優(yōu)缺點 配電網中性點與參考地的電氣連接方式 2.1 配電網中性點不接地的優(yōu)缺點 配電網中性點不接地是指中性點沒有人為與大地連接。事實上 中性點不接地系統(tǒng)主要優(yōu)點: 電網發(fā)生單相接地故障時穩(wěn)態(tài)工頻電流小。 · 如雷擊絕緣閃絡瞬時故障可自動清除 · 如金屬性接地故障 · 接地電流小,降低了地電位升高。減小了跨步電壓和接觸電壓 經濟方面:節(jié)省了接地設備 中性點不接地系統(tǒng)的缺點: a 與中性點電阻器接地系統(tǒng)相比 b 在間歇性電弧接地故障時產生的高頻振蕩電流大 c 至目前為止 2.2 配電網中性點諧振(消弧線圈)接地的優(yōu)缺點 配電網中性點諧接地是指配電網一個或多個中性點經消弧線圈與大地連接 消弧線圈接地方式的使用是否成功很大程度上還取決于消弧線圈 2.3 配電網中性點直接接地的優(yōu)缺點 配電網中性點直接接地是指配電網中全部或部分變壓器中性點沒有人為阻抗加入的直接與大地(地網)充分連接 中性點直接接地系統(tǒng)的優(yōu)點有: a 內部過電壓較低,可采用較低絕緣水平,節(jié)省基建投資。 b 大接地電流,故障定位容易,可以正確迅速切除接地故障線路。 中性點直接接地系統(tǒng)的缺點有: a 接地故障線路迅速切除,間斷供電。 b 接地電流大,地電位上升較高。這樣: l 增加電力設備損傷。 l 增大接觸電壓和跨步電壓。 l 增大對信息系統(tǒng)干擾。 l 增大對低壓網反擊。 2.4 配電網中性點電阻器接地的優(yōu)缺點 配電網中至少有一個中性點接入電阻器,目的是限制接地故障電流。中性點經電阻器(每相零電阻 R 0 ≤ X c0 每相對地容抗)接地,可以消除中性點不接地和消弧線圈接地系統(tǒng)的缺點,即降低了瞬態(tài)過電壓幅值,并使靈敏而有選擇性的故障定位的接地保護得以實現。由于這種系統(tǒng)的接地電流比直接接地系統(tǒng)的小,故地電位升高及對信息系統(tǒng)的干擾和對低壓電網的反擊都減弱。因此,中性點電阻器接地系統(tǒng)具有中性點不接地及消弧線圈接地系統(tǒng)或直接接地系統(tǒng)的某些優(yōu)點,也多少存在這兩種接地方式的某些缺點。 按限制接地故障電流大小的要求不同,分高 2.4.1 中性點高值電阻器接地系統(tǒng)的優(yōu)缺點 中性點高值電阻器接地系統(tǒng)是限制接地故障電流水平為 10A 以下,高電阻接地系統(tǒng)設計應符合每相零序電阻 R 0 ≤ X c0 (每相對地容抗)準則 優(yōu)點: a 可防止和阻尼諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓,在 2.5P · U 及以下 b 接地電流水平為 10A 以下,減小了地位升高。 c 接地故障可以不立即清除,因此能帶單相接地故障相運行。 缺點: 使用范圍受到限制,適用于某些小型 6~10kV 配電網和發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)。 2.4.2 中性點低值電阻器接地系統(tǒng)的優(yōu)缺點 為獲得正確迅速切除接地故障線路,就必須降低電阻器的電阻值。優(yōu)點: a 內過電壓(含弧光過電壓、諧振過電壓等)水平低,提高網絡和設備的可靠性。 b 大接地電流(100~1000A ),故障定位容易,可以正確迅速切除接地故障線路。 缺點: a 因接地故障入地電流 I f =100~1000A ,地電位升高比中性點不接地、消弧線圈接地、高值電阻器接地系統(tǒng)等的高。 b 接地故障線路迅速切除,間斷供電。 2.4.3 中性點中值電阻器接地系統(tǒng)的優(yōu)缺點 為了克服高值和低值接地系統(tǒng)的弊端而保留其優(yōu)點,而采用中值電阻。接地故障電流控制在50~100A,仍保留了內過電壓水平低、地電位升高不大、正確迅速切除接地故障線路等優(yōu)點,并亦具有切除接地故障線路間斷供電等缺點。 3 我國城市配電網中性點經消弧線圈接地方式存在的問題 近年來,隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展,城市配電網的結構變化很大,在饋電線路中電纜所占的比重越來越大,中性點經消弧線圈接地運行方式的一些問題日漸暴露。 隨著配網電容電流的迅速增大,很難保證消弧線圈在一定脫諧度下過補償運行。主要原因為:( 1 )消弧線圈的調節(jié)范圍有限,一般為 1 :2 ,不適合工程初期和終期的需要 電纜為主配電網的單相接地故障多為系統(tǒng)設備在一定條件下由于自身絕緣缺陷造成的擊穿,而且接地殘流較大,尤其是當接地點在電纜時,接地電弧為封閉性電弧,電弧更加不易自行熄滅(單相接地電容電流所產生的弧光能自行熄滅的數值,遠小于規(guī)程所規(guī)定的數值,對交聯聚乙烯電纜僅為 5A ),所以電纜配電網的單相接地故障多為永久性故障。由于中性點經消弧線圈接地的系統(tǒng)為小電流接地系統(tǒng),發(fā)生單相接地永久性故障后,接地故障點的檢出困難,不能迅速檢出故障點所在線路。這樣,一方面使系統(tǒng)設備長時間承受過電壓作用,對設備絕緣造成威脅,另一方面,不使用戶斷電的優(yōu)勢也將不復存在。 在中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)中,過電壓數值較高 單相接地時 4 配電網中性點經低值電阻器接地人們關注的幾個問題 4.1關于可靠性 4 .1.1 供電可靠性的要求和影響供電可靠性的因素: 根據我國供電可靠性管理的有關規(guī)定,判斷供電可靠性高低主要有三個指標:停電頻率 4.1.2 中性點接地方式對供電可靠性的影響: 眾所周知 就城市配電網供電方式的實際情況看雙電源供電方式 綜合上述分析 4.2關于對通信的影響 接地故障入地電流及運行中的零序電流,對鄰近通信線路感性耦合產生縱電動勢 配電網接地故障入地電流產生的地電位升高 上述在通信系統(tǒng)產生的電壓和電流是以危害通信系統(tǒng)的 因電網中性點直接接地,中性點電阻器(或電抗器)接地,其接地故障入地電流比中性點不接地(絕緣)和消弧線圈接地要大,對通信系統(tǒng)的影響,前者比后者大。這是如下概念產生的,單電源饋電,在線路末端( F點)產生單相接地故障,故障電流在與電力線路平行的通信線路上感應出較大的電壓(若通信線路一端接地,則在另一端可用電壓表量出) 根據這一簡單基本概念而得到的通信線路的電磁感應的判斷,顯然是過大的 實際大城市的配電網和通信網都是電纜 4.3 關于人身的安全性 從供電局提供的實際例子分析,無論是在不接地或經消弧線圈接地系統(tǒng),還是在經小電阻接地系統(tǒng),都有觸電傷亡及逃脫電擊事故發(fā)生的例子,所以對于這種直接接觸高壓的事故,是否會造成人身傷亡的關鍵不在于是哪一種中性點接地方式,而是在于觸電者接觸帶電體的方式以及觸電后脫離的時間。所以從保護人身安全方面考慮,中性點不接地或經消弧線圈接地系統(tǒng)由于在發(fā)生單相接地時不立即跳閘,所以對誤碰帶電線路且不易立即脫離電源的人會帶來比較大危害,而對于中性點經小電阻接地系統(tǒng)在發(fā)生金屬性單相接地時,由于時間短、保護能正確及時動作使觸電人員立即脫離電源所以盡管短路電流較大但是給人身造成的傷害相對而言會比較小,但是如果中性點經小電阻接地系統(tǒng)在發(fā)生單相經過渡電阻接地時(如珠海機場變電站例子),由于保護不能準確及時的動作,此時仍會給人身造成傷害。所以應綜合考慮觸電的方式、觸電后保護的動作情況等等,具體對于許多城市,架空線均換成了絕緣線,所以外力造成架空線單相接地的事故會大量減少,而電纜發(fā)生單相接地時由于外皮的分流作用,入地電流僅有很少部分,所以引起的電位升高也較小,所以從這一方面來講,10kV 配電系統(tǒng)采用小電阻接地系統(tǒng)在人身安全方面會優(yōu)于不接地或消弧線圈接地系統(tǒng)