中壓供配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的發(fā)展與比較

摘要：中壓供配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題，應(yīng)該結(jié)合不同地區(qū)、不同電網(wǎng)、不同發(fā)展階段和不同的受電對(duì)象統(tǒng)籌考慮。針對(duì)中壓電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地方式應(yīng)用的發(fā)展及單相接地電容電流也在不斷的增加，電纜饋線(xiàn)回路的增加，改造和合理選擇電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式，已經(jīng)關(guān)系到電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，現(xiàn)已引起多方面的關(guān)注，文中就電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng) 中性點(diǎn)接地 發(fā)展 方式

我國(guó)采用經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式已運(yùn)行多年，但近幾年有部分區(qū)域采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，它們都屬于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。隨著采用電纜線(xiàn)路的用戶(hù)日益增加，系統(tǒng)單相接地電容電流不斷增加，導(dǎo)致電網(wǎng)內(nèi)單相接地故障擴(kuò)展為事故。世界各國(guó)對(duì)中壓電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式有不同的觀點(diǎn)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在中壓電網(wǎng)改造中，其中性點(diǎn)的接地方式問(wèn)題，現(xiàn)已引起多方面的關(guān)注，面臨著發(fā)展方向的決策問(wèn)題。下面分析中性點(diǎn)不同的接地方式與供電的可靠性。

1 我國(guó)中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的發(fā)展

建國(guó)初期至80年代，我國(guó)完全參照了前蘇聯(lián)的規(guī)定，對(duì)3-66kV電網(wǎng)中性點(diǎn)主要采用不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地2種方式。80年代中期，我國(guó)城市10kV電網(wǎng)'>配電網(wǎng)中電纜線(xiàn)路逐漸增多，電容電流相繼增大，而且運(yùn)行方式經(jīng)常變化，消弧線(xiàn)圈調(diào)整存在困難，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)間一長(zhǎng)，往往發(fā)展成為兩相短路。對(duì)此，國(guó)內(nèi)開(kāi)始重新考慮合適的接地方式，從1987年開(kāi)始，廣州部分變電站為了滿(mǎn)足10kV電纜較低的絕緣水平，采用了低電阻接地方式；隨后，深圳根據(jù)其10kV電網(wǎng)'>配電網(wǎng)電纜不斷增加的實(shí)際，從1995年開(kāi)始實(shí)施10kV電網(wǎng)'>配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用低電阻接地方式的工程；天津電纜網(wǎng)比較多，過(guò)去以消弧線(xiàn)圈接地為主，現(xiàn)在對(duì)35kV電纜網(wǎng)試行低電阻接地方式，運(yùn)行情況正常；蘇州工業(yè)園區(qū)，其電網(wǎng)'>配電網(wǎng)采用20kV供電，全部為電纜線(xiàn)路，中性點(diǎn)也采用低電阻接地的運(yùn)行方式，自1996年正式投運(yùn)至今，運(yùn)行正常。上海在90年代對(duì)35kV電網(wǎng)'>配電網(wǎng)全面采用低電阻接地的運(yùn)行方式。

針對(duì)上述情況，原國(guó)家電力部對(duì)原SDJ7-79《電力設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行了修訂，在頒布的新規(guī)程即國(guó)家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL／T620-1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》中，對(duì)有關(guān)電網(wǎng)'>配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式做了重大修改：

①將原規(guī)定3-10kV電網(wǎng)'>配電網(wǎng)中單相接地電容電流大于30A時(shí)才要求安裝消弧線(xiàn)圈，修改為單相接地電容電流大于10A時(shí)即要求安裝消弧線(xiàn)圈。

②根據(jù)國(guó)內(nèi)已有的中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)6-35kV主要由電纜線(xiàn)路構(gòu)成的系統(tǒng)，其單相接地故障電容電流較大時(shí)，可采用低電阻接地的運(yùn)行方式。

③對(duì)于6-10kV系統(tǒng)以及發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用系統(tǒng)，其單相接地故障電容電流較小時(shí)，為防止諧振、間歇性電弧接地過(guò)電壓等對(duì)設(shè)備的損害，可采用高電阻接地的運(yùn)行方式。

2 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式

世界上以美國(guó)為主的部分國(guó)家采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式可以泄放線(xiàn)路上的過(guò)剩電荷來(lái)限制弧光產(chǎn)生的過(guò)電壓，由于美國(guó)在歷史上過(guò)高的估計(jì)了弧光接地過(guò)電壓的危害性，因而采用此種方式。中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式通過(guò)零序電流繼電器來(lái)保護(hù)線(xiàn)路。其優(yōu)點(diǎn)是:接地時(shí)，由于流過(guò)故障線(xiàn)路的電流較大，零序過(guò)流保護(hù)有較好的靈敏度，可以比較容易檢除接地線(xiàn)路;系統(tǒng)單相接地時(shí)，健全相電壓不升高或升幅較小，對(duì)設(shè)備絕緣等級(jí)要求較低，其耐壓水平可以按相電壓來(lái)選擇。

但是其缺點(diǎn)也很明顯:由于接地點(diǎn)的電流較大，當(dāng)零序保護(hù)動(dòng)作不及時(shí)或拒動(dòng)時(shí)，將使接地點(diǎn)及附近的絕緣受到更大的危害，導(dǎo)致相間故障發(fā)生;當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，無(wú)論是永久性的還是非永久性的，均作用與跳閘，使線(xiàn)路的跳閘次數(shù)大大增加，嚴(yán)重影響了用戶(hù)的正常供電，使其供電的可靠性下降。于是出現(xiàn)了中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式。

3 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式

1916年發(fā)明了消弧線(xiàn)圈，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，其廣泛適用于中壓電網(wǎng)，在世界范圍有德國(guó)、中國(guó)、前蘇聯(lián)和瑞典等國(guó)的中壓電網(wǎng)均長(zhǎng)期采用此種方式，顯著提高了中壓電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，流過(guò)接地點(diǎn)的電流較小，其特點(diǎn)是線(xiàn)路發(fā)生單相接地時(shí)，可不立即跳閘，按規(guī)程規(guī)定電網(wǎng)可帶單相接地故障運(yùn)行2小時(shí)。從實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和資料表明，當(dāng)接地電流小于10A時(shí)，電弧能自滅。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式的供電可靠性，大大的高于中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式，但中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式存在兩大缺點(diǎn)，也是兩大技術(shù)難題，多年來(lái)電力學(xué)者致力于解決這些難題，已經(jīng)有了很多成就，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1 中性點(diǎn)位移電壓由于電網(wǎng)中性點(diǎn)有不對(duì)稱(chēng)電壓存在，回路中便有零序電流流過(guò)，于是在消弧線(xiàn)圈的兩端產(chǎn)生了電位差，該電位差就是通常所說(shuō)的中性點(diǎn)位移電壓。中性點(diǎn)位移電壓的增大會(huì)導(dǎo)致非故障相的最高對(duì)地電壓升高。但實(shí)測(cè)表明，電纜網(wǎng)絡(luò)中的不對(duì)稱(chēng)度一般都很小，由此導(dǎo)致的中性點(diǎn)位移電壓也因此受到限制，此外運(yùn)行中還可通過(guò)增大失諧度的方法來(lái)進(jìn)一步降低中性點(diǎn)位移電壓(位移電壓并非越低越好，因?yàn)榻档臀灰齐妷旱耐瑫r(shí)必然會(huì)增大故障點(diǎn)的殘流，會(huì)對(duì)熄弧不利)，將其控制在無(wú)害的范圍內(nèi)。

3.2 斷線(xiàn)故障過(guò)電壓運(yùn)行中的補(bǔ)償電網(wǎng)，只有在消弧線(xiàn)圈欠補(bǔ)償運(yùn)行狀態(tài)下，由單側(cè)電源供電的線(xiàn)路發(fā)生斷線(xiàn)故障，同時(shí)引起的不對(duì)稱(chēng)度、失諧度的變化綜合不利時(shí)方有可能使中性點(diǎn)位移度顯著升高，產(chǎn)生較高的過(guò)電壓，而在其它運(yùn)行狀態(tài)下均不會(huì)出現(xiàn)有害的過(guò)電壓。對(duì)這種可能出現(xiàn)的過(guò)電壓，可通過(guò)消弧線(xiàn)圈過(guò)補(bǔ)償運(yùn)行、加裝限壓電阻等措施來(lái)降低，再加上消弧線(xiàn)圈的鐵芯飽和也會(huì)抑制過(guò)電壓，因此這種過(guò)電壓基本可被限制在無(wú)害的范圍內(nèi)。

3.3 繼電保護(hù)的選擇性小電流接地系統(tǒng)的繼電保護(hù)選擇性問(wèn)題在過(guò)去一直是限制諧振接地方式在中壓電網(wǎng)中推廣的重要因素，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如今新型的微機(jī)選線(xiàn)及微機(jī)保護(hù)裝置可靈敏、快速、正確地找到故障線(xiàn)路并發(fā)出信號(hào)，使運(yùn)行人員可根據(jù)故障線(xiàn)路的負(fù)荷狀況因地制宜地選擇帶故障運(yùn)行或是跳閘。

3.4 異常動(dòng)作消弧線(xiàn)圈異常動(dòng)作的原因很多，但在排除了設(shè)備制造質(zhì)量及錯(cuò)誤操作等原因之后，只要做到選型正確、操作無(wú)誤，就可大大減少異常動(dòng)作的次數(shù)，降低異常動(dòng)作產(chǎn)生的危害。隨著微電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，我國(guó)已研制生產(chǎn)出自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈及單相接地選線(xiàn)裝置，并已投入實(shí)際運(yùn)行取得良好效果，現(xiàn)在正處在推廣應(yīng)用階段。

中壓電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式不止在國(guó)內(nèi)在國(guó)外也有不同的觀點(diǎn)，現(xiàn)已引起多方面的關(guān)注。經(jīng)過(guò)多年來(lái)電力學(xué)者的努力，已經(jīng)解決了中壓電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)長(zhǎng)期難以解決的技術(shù)難題。自動(dòng)跟蹤消弧線(xiàn)圈及接地選線(xiàn)裝置的不斷完善中壓電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地提供了技術(shù)保障。因此，采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地方式是我國(guó)中壓電網(wǎng)的發(fā)展方向。

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