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中性点接地电阻柜电阻阻值的选择

发表日期:2014-06-07 00:13:54   所属分类:电阻柜技术百科   浏览 6329 次

我国现在还没有专门针对中性点接地电阻如何选择的规程、规范。

中性点电阻值的选择必须根据电网的具体条件,主要考虑限制间隙弧性光接地过电压的倍数、继电保护的灵敏度、对通讯线路的干扰、接触电压及跨步电压等因素,按综合效果最佳的原则进选择。

(一) 高阻接地方式电阻值的选择

控制单相接地故障电流小于10A。

一般按IR=(1~1.5)IC进行选择。

(二) 中电阻和小电阻接地方式电阻值的选择

这里定义:Rn—中性点电阻;
          Uph—额定相电压;
          IR—电网单相接地故障是流过Rn的电流;IR=Uph/Rn  
          Ic—电网电容电流;
          K= IR/ Ic

1、按限制弧光接地过电压的要求选择

中性点接地电阻限制弧光接地过电压的原理是电阻的耗能作用,当发生单相接地故障时,故障点电弧从熄灭到重燃的时间一般为半个周期,在这半个周期内,非故障相对地电容中的电荷将通过中性点接地电阻Rn向大地泄放,电荷泄放的规律为Q0e-t/式中,τ为电荷泄放时间常数,其值为:τ=Rn×3C0,Rn为中性点电阻,Q0为电网每相对地电容中储存的电荷。电荷泄放的速度与K值有关,随着K值增加弧光过电压相应降低。但是弧光过电压倍数的降低与K 值的关系并非直线关系,当K值大于4后,再增加K值,降低弧光过电压的效果就不明显了。国内外许多研究机构和科研人员进行大量的试验和计算表明,当IR= Ic时,在半个周期内可将电网对地电容的电荷泄放到只有0.043 Q0,这时可将间歇性弧光过电压倍数限制在2.5倍以内。当IR= 4Ic时,可将间歇性弧光过电压倍数限制在2倍以内,一般选取IR= (1~4)Ic即可满足限制间歇性弧光过电压的要求。

2、按保证继电保护灵敏度的要求选择

中性点经电阻接地系统是通过各条线路的零序保护来判断故障线路的,当某条线路发生单相接地故障时,该线路的零序保护动作,跳开本线路的断路器,使故障点与电源隔离。所以,再选择中性点接地电阻Rn时,要保证每条线路的零序保护都有足够的灵敏系数。

在中性点经低电电阻或电阻接地系统中,当发生金属性单相接地时,流过故障线路的零序故障电流Ijd=  IR2+ICΣ2,流过非故障线路的零序电流为馈线本身的电容电流IC。L,Ijd远远大于IC。L,线路的零序保护是按躲过本线路的对地电容电流进行整定的,单相接地时,故障电流远远大于整定植,保护灵敏度是完全可以保证的.

3、按降低对通信线路的干扰影响考虑

对于35kV和10kV配电系统来说,与中性点不接地或经消弧线圈接地方式比较,中性点经小电阻或中电阻接地系统的单相接地短路故障电流比较大,流经故障线路的零序电流对通信线路的影响也可能会增大,但影响的程度取决于馈电线路与通信线路之间距离、夹角、平行敷设长度等具体情况,须作具体计算分析和实测。
配电网对通信线路的干扰按干扰性质分为干扰影响和危险影响。

我国四部一委协议规定,如通信电缆与大地间未装放电器时,危险影响电压不得大于试验介质电气强度电压和60%,一般规定不超过430V;对高可靠线路,即故障后能在0.2s内切断者,规定不超过650V。

上海供电局曾因建设人民广场地下220KV变电站,进行了电磁感应电压计算,计算条件为:10kV接地短路电流1000A;35kV接地短路电流分别取1000A和2000A;
变电站和故障点接地电阻均按0.5Ω计;10kV电力电缆和通信电缆平行长度1km,35kV为2km,平行间距50cm,综合屏蔽系数0.6,感应电压计算结果为:
10kV:225V;35kV:245V和461,均低于规程DL 5033-94的规定值。

北京市和广州市10kV配电网均采用IR为600A的小电阻接地方式,深圳配电网采用IR为400A的小电阻接地方式,通过计算分析,配电网单相接地短路时对通信线路的影响均低于DL 5033-94的规定值。

为了降低中性点经小电阻接地配电网单相接地时对通信线路的影响,应选择阻值较小的中性点接地电阻,同时尽量减小馈电线路的平行敷设长度,增大两种线路之间的距离。

4、从对人生安全方面考虑

中性点经小电阻接地配电网在发生单相接地故障时,通过故障点的接地短路电流比较大,引起故障点地电位升高,故障点的跨步电压、接触电压可能会超过允许值。如果此时人员接近故障点或者是接触故障电器有可能会造成人员伤亡。所以从降低故障点的跨步电压和接触电压角度考虑,IR值越小越好,即中性点接地电阻阻值越大越越好。

深圳市区各变电站均采用中性点经15Ω电阻接地,深圳供电局对单相接地故障时的跨步电压和接触电压进行了专门的试验和实测,试验和实测结果证明,单相接地故障是一般不会出现危及人身安全的跨步电压和接触电压的。

中性点经小电阻接地系统在发生单相接地故障时,由于保护能正确动作跳闸,在短时间内使接地故障线路失去电源,一方面可使触电人员在很短的时间内脱离电源,大大减小对触电人员的伤害程度。另一方面,由于保护动作跳闸的时间很短,人员在保护动作的时限内接触故障点的概率是非常小的。也就大大的减少了单相接地故障时造成人身伤害事故机会。电缆线路在发生单相接地时由于外皮的分流作用,入地电流仅有一小部分,所以引起的地电位升高也比较小,一般不会造成危险的跨步电压和接触电压。

北京供电局、广州供电局、深圳供电局、上海供电局等电网的运行经验证明:采用小电阻接地方式后人身安全事故将大幅度的下降。

5、从减小故障点接地短路电流考虑

故障点的单相接地短路电流越大,故障时对故障设备的损害越大,从减小单相接地故障电流对故障设备的损害程度考虑,中性点接地电阻的阻值越大越好。
综上所述,中性点接地电阻阻值的选择是一个综合性的技术经济问题,根据各个配电网的具体条件、特点全面分析比较,选择最佳方案。

近几年中国电机工程学会高压专委会组织召开了多次中性点接地技术研讨会,与会专家基本上达成共识,在满足降低间隙性弧光接地过电压的前提下,可采用阻值较大的中性点接地电阻。

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