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經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)10kV配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式的選擇
中性點(diǎn)接地是一個(gè)涉及電力系統(tǒng)各個(gè)方面的綜合性問題,它對電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行有著重大的影響,確定電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式,必須考慮:①供電安全可靠性和連續(xù)性;②配電網(wǎng)和線路結(jié)構(gòu);③過電壓保護(hù)和絕緣配合;④繼電保護(hù)構(gòu)成和跳閘方式;⑤設(shè)備安全和人身保安;⑥對通信和電子設(shè)備的電磁干擾;⑦對電力系統(tǒng)穩(wěn)定影響等諸多因素。
我國目前采用的中性點(diǎn)接地方式有:中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地及經(jīng)小電阻接地等三種方式。
三種中性點(diǎn)接地方式的評價(jià):
(一) 中性點(diǎn)不接地
中性點(diǎn)不接地方式的主要特點(diǎn)是簡單,不需任何附加設(shè)備,投資省,運(yùn)行方便,特別適用于以架空線為主的電容電流比較小的、結(jié)構(gòu)簡單的輻射形配電網(wǎng)。在發(fā)生單相接地故障時(shí),流過故障點(diǎn)的電流僅為電網(wǎng)的對地電容電流。由于電流較小,一般能自動(dòng)息弧。又由于中性點(diǎn)絕緣在單相接地時(shí)并不破壞系統(tǒng)的對稱性,可帶故障連續(xù)供電2小時(shí),相對提高了供電的可靠性。
中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)最根本的弱點(diǎn)就是其中性點(diǎn)是絕緣的,電網(wǎng)對地電容中儲(chǔ)存的能量沒有釋放通道,在發(fā)生弧光接地時(shí),電弧反復(fù)熄滅與重燃的過程,也是反復(fù)向電網(wǎng)電容充電的過程。由于電容中能量不能釋放,每個(gè)循環(huán)使電容電壓升高一個(gè)階梯,所以中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)在弧光接地過電壓中達(dá)很高的倍數(shù),對系統(tǒng)設(shè)備絕緣危害很大。同時(shí)系統(tǒng)存在電容和電感元件,在一定的條件下,由于倒閘操作或故障,很容易引發(fā)線性諧振或鐵磁諧振。一般說,對于饋線較短的電網(wǎng)會(huì)激發(fā)起高頻諧振,引起較高的諧振電壓,特別容易引起電壓互感器絕緣擊穿,而對于饋線較長的電網(wǎng)卻容易激發(fā)起分頻鐵磁諧振,在分頻諧振時(shí),電壓互感器呈較小阻抗,通過電壓互感器的電流成倍增加,引起熔絲熔斷或使電壓互感器過熱燒毀。
(二) 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地
當(dāng)電網(wǎng)單相接地電流比較大的時(shí)候,如果中性點(diǎn)不接地,發(fā)生接地故障時(shí),產(chǎn)生的電弧往往不能自熄,造成弧光接地過電壓的概率增大,不利于電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式,是在中性點(diǎn)和地之間接一電感線圈,系統(tǒng)單相接地故障時(shí),利用消弧線圈的電感電流對系統(tǒng)的對地電容電流的補(bǔ)償作用,使通過故障點(diǎn)的故障電流減小到能夠自行熄弧的范圍。一般采用過補(bǔ)償,使發(fā)生單相接地故障時(shí)和中性點(diǎn)不接地一樣可持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間,提高供電可靠性。
缺點(diǎn):
(1)單相接地故障時(shí),健全相的對地電壓同樣升高3倍。
(2)由于消弧線圈本身就是一個(gè)感性諧振元件,與系統(tǒng)對地電容構(gòu)成諧振回路,在一定條件下,可能發(fā)生系統(tǒng)諧振,危及設(shè)備安全運(yùn)行。
(3)在補(bǔ)償度偏差較大時(shí)可能產(chǎn)生倍數(shù)很高的弧光接地過電壓。
(4)脫諧度需要嚴(yán)格地控制,頻繁地調(diào)節(jié)。脫諧度過小時(shí),會(huì)使系統(tǒng)中性點(diǎn)電位偏移過大,脫諧度過大又不能抑制系統(tǒng)過電壓水平,當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行方式改變時(shí),其控制操作麻煩,需要很熟練運(yùn)行維護(hù)技術(shù)。
(5)補(bǔ)償容易受到限制,當(dāng)電網(wǎng)發(fā)展快,系統(tǒng)對地電容超過消弧線圈容量時(shí)必須更換消弧線圈。
(6)對于單相接地電容電流很大的系統(tǒng),消弧線圈的容量必須很大,不經(jīng)濟(jì)。
(7)發(fā)生觸電事故而引起單相接地時(shí),因電源側(cè)開關(guān)不跳閘,使傷亡事故進(jìn)一步擴(kuò)大。
(8)由于單相接地電流得到補(bǔ)償而變小,實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)比較困難。
(三)中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地
中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地,就是在中性點(diǎn)接入一小阻值電阻。該電阻與系統(tǒng)對地電容構(gòu)成并聯(lián)回路。由于電阻是耗能元件,也是電容電荷的釋放元件,同時(shí)還是系統(tǒng)諧振的阻壓元件,所以中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式具有以下優(yōu)點(diǎn):
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