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淺析電力系統(tǒng)中性點接地方式

前言

接地,一個耳熟能詳?shù)脑~語,雖然很普通,可其中蘊含豐富的知識。中性點接地,生活中無處不在,但伸出手來,卻仿佛感受不到,知其然更需知其所以然。今天讓我們一起來探尋電力系統(tǒng)中性點接地的秘密。



基本概念

電力系統(tǒng)中性點是指三相繞組作星形連接的變壓器和發(fā)電機的中性點。

三相交流電力系統(tǒng)中性點與大地之間的電氣連接方式,稱為電網(wǎng)中性點接地方式。

中性點接地方式涉及電網(wǎng)的安全可靠性、經(jīng)濟性;同時直接影響系統(tǒng)設(shè)備絕緣水平的選擇,過電壓水平及繼電保護方式,通訊干擾等。


基本接地方式

我國電力系統(tǒng)廣泛采用的中性點接地方式主要有中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地及中性點直接接地三種。


1

中性點不接地


當(dāng)中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,故障相電壓為零。非故障相相電壓上升為線電壓,為原來的 1.732 倍。但線電壓不變,對電力用戶沒有影響,系統(tǒng)還可以繼續(xù)供電,一般可允許繼續(xù)運行兩個小時,此期間應(yīng)發(fā)出信號,由工作人員盡快查清原因并解除故障,使系統(tǒng)正常運行。


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故當(dāng)線路不長、電壓不高時,接地電流較小,電弧一般能自動熄滅,特別是35kV及以下的系統(tǒng)中,絕緣方面的投資增加不多,而供電可靠性較高的優(yōu)點突出,所以中性點宜采用不接地的運行方式。

當(dāng)電壓高、線路長時,接地電流較大??赡墚a(chǎn)生穩(wěn)定電弧或間歇性電弧,而且電壓等級較高時,整個系統(tǒng)絕緣方面的投資大為增加,上述優(yōu)點便不存在了。


2

中性點經(jīng)消弧線圈接地


單相接地時,當(dāng)接地電流大于 10A 而小于 30A 時,有可能產(chǎn)生不穩(wěn)定的間歇性電弧,隨著間歇性電弧的產(chǎn)生將引起幅值較高的弧光接地過電壓。該方式就是在中性點和大地之間接入一個電感消弧線圈,在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,利用消弧線圈的電感電流補償線路接地的電容電流,使流過接地點的電流減小到能自行熄滅的范圍。


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中性點經(jīng)消弧線圈接地,保留了中性點不接地方式的全部優(yōu)點。由于消弧線圈的電感電流補償了電網(wǎng)接地電容電流,使得接地點殘流減少到 5A 及以下,降低了故障相接地電弧恢復(fù)電壓的上升速度,以致電弧能夠自行熄滅,從而提高供電可靠性。


3

中性點直接接地


對于高壓系統(tǒng),如 110kV及以上的供電系統(tǒng),電壓高,考慮成本的條件下,設(shè)備絕緣不會設(shè)計得很大。如果中性點不接地,當(dāng)單相接地時,未接地的兩相就要能夠承受1.732倍的過電壓,瓷絕緣子體積就要增大近一倍,原來1米長的絕緣子就要增加到1.732米以上,不但制造起來很難,安裝也是問題,會使成本大大增加;另外110kV及以上系統(tǒng)由于電壓高,桿塔的高度同樣也高,出現(xiàn)單相接地的概率較小,即使出現(xiàn)了接地跳閘,也不會影響多少供電可靠性,因而從投資的經(jīng)濟性考慮,在 110kV及以上供電系統(tǒng),我們多采用中性點直接接地。


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在低壓 380/220V 系統(tǒng)中,有許多單相用電設(shè)備,如果中性點不接地運行,則發(fā)生單相接地后,有可能未接地相電壓升高,會因過電壓燒毀家用電器,從安全性考慮,我們必須采用中性點直接接地系統(tǒng),將中性點的對地電位固定為零,這樣也可以很容易地取得相電壓。


總結(jié)
1

中性點不接地

適于3~60kV系統(tǒng)中使用


優(yōu)點:這種系統(tǒng)發(fā)生單相接地時,三相用電設(shè)備能正常工作,允許暫時繼續(xù)運行兩小時,因此可靠性高。

缺點:這種系統(tǒng)發(fā)生單相接地時,其它兩條完好相對地電壓升到線電壓,因此絕緣要求高,增加絕緣費用。


2

中性點經(jīng)消弧線圈接地

適于3~60kV系統(tǒng),可避免電弧過電壓的產(chǎn)生


優(yōu)點:除有中性點不接地系統(tǒng)的優(yōu)點外,還可以減少接地電流;

缺點:類似中性點不接地系統(tǒng)。


3

中性點直接接地

適于110kV及以上或380V以下低壓系統(tǒng)


優(yōu)點:發(fā)生單相接地時,其它兩完好相對地電壓不升高,因此可降低絕緣費用,保證安全。

缺點:發(fā)生單相接地短路時,短路電流大,要迅速切除故障部分,降低了供電可靠性。

來源:鄂電安全你我他