中性點經電阻(電阻柜)接地的幾種方式以及各自的特點
中性點經電阻(電阻柜)接地方式可分為三種:經高阻接地、經中電阻接地和經小電阻接地。
1、中性點經高電阻(高阻柜)接地方式
中性點經高阻接地方式適用于對地電容電流Ic<10a的配電網,單相接地電流大于允許值的大型發電機,單相接地故障電流ijd<10a,中性點接地電阻值一般為數百歐姆至上千歐姆。中性點經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。< p="">
2、中性點經中電阻和小電阻接地方式
中電阻和小電阻之間沒有統一的界限,一般認為單相接地故障時通過中性點電阻的電流10A
3、以電纜線路為主的配電網的特點:
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
配電網對地電容電流都比較大。
電纜線路受外界環境條件(雷電、外力、樹木、大風等)影響小,瞬時接地故障很少,接地故障一般都是永就性故障。
電纜線路發生接地故障時,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。
電纜為弱絕緣設備。例如,10kV交聯聚乙稀電纜的一分鐘工頻耐壓為28KV ,而一般10kV 配電設備的絕緣水平為35kV 。在消弧線圈接地系統中,由于查找故障點時間較長,電纜長時間承受工頻或暫態過電壓作用,易發展成相間故障,造成一線或多線跳閘。上海79—84的統計結果表明,有30%單相接地故障在查找故障點過程中,引起跳閘或閃絡。據湘潭鋼廠同志介紹,該廠的變配電系統原采用消弧線圈接地,由于廠區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,經常發生來不及找出故障線路,非故障線路就發生電纜爆炸的情況。
接地故障時要求繼電保護及時動作跳開故障線路。
隨著城市電網改造工作的進展,大部分負荷都采用環網或雙電源供電,配電網的結構得到加強,有些地方已開始配網自動化的實施,從而提高了供電可靠性,而不是靠帶接地故障運行來提高供電可靠性。
4、中性點經電阻(電阻柜)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,且持續時間很短。
有效地限制弧光接地過電壓,在中性點經電阻接地的配網中,當接地電弧熄弧后,系統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生單相接地故障時的情況相同,不會產生很高的過電壓。中性點電阻阻值越小,泄放殘荷越快。適當選擇中性點電阻值,可以將過電壓倍數限制在滿意的范圍內。
是消除系統各種諧振過電壓的最有效措施,中性點電阻相當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,中性點經電阻接地的配網發生單相接地故障時,零序保護動作,可準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。
提高系統安全水平、降低人身傷亡事故,在低電阻接地系統發生接地故障時,零序保護可以在很短時間內動作,將電源切除,這就降低了人員接觸帶電故障設備的機會,從而減少了人身觸電傷亡的機會。深圳市10kV配電網采用70多套中性點電阻接地裝置,運行6年多,從未發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,中性點經電阻接地系統中,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 和暫態過電壓作用下,不會因為其通流容量不足和加速老化而發生爆炸,所以中性點經電阻接地系統適宜采用無間隙金屬氧化物避雷器(MOA)。
有利于降低系統設備絕緣水平和提高系統安全可靠運行水平,由于系統的工頻電壓升高和暫態過電壓倍數較低,加之無間隙金屬氧化物避雷器保護性能優越,可以將雷電過電壓和操作過電壓限制到較低水平,所以,中性點經小電阻接地系統的電氣設備承受的過電壓數值低、時間短,可以適當降低設備的絕緣水平,節約設備投資,對采用原標準的設備則安全可靠性和設備使用壽命增長,同時也提高整個系統的運行可靠水平,具有明顯的經濟效益。
可及時切除故障線路,中性點經小電阻接地系統可以簡單的配置零序過流保護,在發生單相接地故障時,故障線路的零序保護動作,跳開本線路的斷路器,深圳市城市電網自1996年開始實施10kV電網小電阻接地方式,至2000年已有城區20多個220kV、110kV 變電站、70多套中性點電阻柜運行,經過四年多運行檢驗,零序保護動作近500次,統計分析證明,零序保護動作正確率達九九%以上,配電設備重大或特大事故大幅降低。
中性點經電阻接地方式對系統電容電流變化的適應范圍較大,當確定適當的接地電阻值后,系統的電容電流在較大的范圍內變化,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,所以在系統運行方式發生變化及電網發展時,可以不改變接地電阻值。
簡單、可靠、經濟。中性點接地電阻結構簡單、可靠、投資省。