電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式

杜興建

中性點(diǎn)運(yùn)行方式:三相交流電力系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)接地方式。我國(guó)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的三種運(yùn)行方式:電源中性點(diǎn)不接地,中性點(diǎn)經(jīng)阻抗(消弧圈或電阻)接地,中性點(diǎn)直接接地。為了更好地滿足電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),采用何種中性點(diǎn)運(yùn)行方式保證電力系統(tǒng)正常安全、可靠運(yùn)行,以及短路后及時(shí)切斷電源保證供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重要意義。

電力系統(tǒng);中性點(diǎn);小電流接地;大電流接地;消弧線圈。

1.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧圈接地的系統(tǒng),稱為小電流接地系統(tǒng)。我國(guó)3-60千伏系統(tǒng),大多采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式,《電力設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(-79)規(guī)定,3-10千伏系統(tǒng),當(dāng)單相接地電流大于30安,20千伏及以上電網(wǎng)中,接地電流大于10安時(shí),則采取中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí),以限制接地電流,以便迅速消除故障點(diǎn),保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)三相對(duì)地電壓,電流的特點(diǎn)。

我國(guó)3~60千伏系統(tǒng),大多采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式,由于任意兩個(gè)導(dǎo)體中間隔以絕緣介質(zhì)就形成電容,所以電力網(wǎng)的三相導(dǎo)線之間及各相對(duì)地之間沿導(dǎo)線全長(zhǎng)都分布有電容,這些電容將引起附加電流。正常運(yùn)行時(shí)三相是對(duì)稱的,因而可以把相與地之間均勻分布的電容用集中于線路中央的電容C來(lái)代替同時(shí)不考慮相間電容。

由于三相電壓是對(duì)稱的(各項(xiàng)對(duì)地電容是相等的),即,因此三相電容系統(tǒng)的向量和為零,此時(shí),地中沒(méi)有電容電流通過(guò)中性點(diǎn)的電位為零。如圖(a)(b)所示。

在發(fā)生不完全接地(經(jīng)過(guò)一定的阻抗接地)時(shí),接地相對(duì)地電壓大于零而小于相電壓,非接地相對(duì)地電壓小于線電壓,接地電容電流也比完全(金屬性)接地時(shí)小些。

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)應(yīng)怎樣處理。通過(guò)分析與實(shí)際測(cè)試可知,在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中發(fā)生一相接地時(shí),網(wǎng)絡(luò)線電壓的大小和相位差仍保持不變,三相用電設(shè)備的工作也不會(huì)受到破壞,同時(shí),在這種系統(tǒng)中相對(duì)地的絕緣水平是根據(jù)線電壓設(shè)計(jì)的,雖然未故障相的對(duì)地電壓會(huì)升高到倍,但對(duì)設(shè)備的絕緣沒(méi)有多大影響,因而中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí),可以繼續(xù)運(yùn)行,但是不允許長(zhǎng)期運(yùn)行,因?yàn)殚L(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)可能引起未故障相絕緣薄弱的地方損壞而造成相間短路,因此在這種系統(tǒng)中,一般都裝設(shè)專門(mén)的絕緣監(jiān)視裝置以監(jiān)視有無(wú)接地故障發(fā)生。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí),規(guī)定一般允許暫時(shí)運(yùn)行不超過(guò)兩小時(shí),因此,應(yīng)在兩小時(shí)之內(nèi)將故障點(diǎn)排除。

一般應(yīng)用點(diǎn)滅法,其處理步驟如下:首先恢復(fù)音響,并將接地情況報(bào)告調(diào)度;檢查變電所內(nèi)設(shè)備,確定是否所內(nèi)設(shè)備接地;如接地點(diǎn)不在所內(nèi),則應(yīng)點(diǎn)滅處理其順序?yàn)?點(diǎn)有零序電流互感器顯示接地信號(hào)的饋電線;點(diǎn)充電線路;點(diǎn)雙回線送電能倒閘的線路;點(diǎn)單回線送電線路,應(yīng)由不重要到重要負(fù)荷,由輕負(fù)荷到重負(fù)荷的順序點(diǎn)滅,直到將故障點(diǎn)排除為止。

2.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)稱為大電流接地系統(tǒng),我國(guó)對(duì)110千伏及以上系統(tǒng),一般采取中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式。對(duì)380/220伏低壓配電網(wǎng)絡(luò),為得到兩個(gè)不同的電壓級(jí)別也采用中性點(diǎn)直接接地的三相四線制的運(yùn)行方式,另外在(-79)一般規(guī)定中規(guī)定:110~500千伏的電力網(wǎng),一般采用中性點(diǎn)直接接地的方式。在雷電活動(dòng)較強(qiáng)的山岳,丘陵地區(qū),構(gòu)型簡(jiǎn)單的電力網(wǎng),如采用直接接地方式不能滿足安全供電的要求和對(duì)聯(lián)網(wǎng)影響不大時(shí),可采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)設(shè)備絕緣只需按相電壓考慮,這對(duì)110千伏及以上的超高壓系統(tǒng)很有經(jīng)濟(jì)技術(shù)價(jià)值。低壓配電系統(tǒng)中,從安全角度考慮我國(guó)廣泛采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。

中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)三相對(duì)地電壓電流的特點(diǎn)。

我國(guó)對(duì)110~500千伏的電力網(wǎng)一般采用中性點(diǎn)直接接地的方式,稱為大電流接地系統(tǒng),正常運(yùn)行時(shí)三相對(duì)地電壓電流與不接地(或經(jīng)消弧線圈接地)相同。

中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí),由于單相接地電流較大,直接引起跳閘,而此時(shí)非故障相對(duì)地電壓為相電壓。

中性點(diǎn)的運(yùn)行方式不同其技術(shù)特性和工作條件也不同,因而對(duì)運(yùn)行的可靠性設(shè)備的絕緣及其對(duì)保護(hù)措施的影響和要求也不同,這是一個(gè)影響經(jīng)濟(jì)和技術(shù)并由各方面因素決定的綜合性問(wèn)題,是電力系統(tǒng)安全,運(yùn)行的一個(gè)很重要的問(wèn)題。

[1]《電力設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(-79)

[2]變配電工培訓(xùn)教材