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中性点经电阻(电阻柜)接地的几种方式以及各自的特点

发表日期:2014-07-08 00:23:51   所属分类:电阻柜技术百科   浏览 1079 次

中性点经电阻(电阻柜)接地方式可分为三种:经高阻接地、经中电阻接地和经小电阻接地。

1、中性点经高电阻(高阻柜)接地方式

中性点经高阻接地方式适用于对地电容电流Ic<10A的配电网,单相接地电流大于允许值的大型发电机,单相接地故障电流Ijd<10A,中性点接地电阻值一般为数百欧姆至上千欧姆。中性点经高阻接地可以消除大部分谐振过电压,对单相间歇弧光接地过电压具有一定的限制作用。

2、中性点经中电阻和小电阻接地方式

中电阻和小电阻之间没有统一的界限,一般认为单相接地故障时通过中性点电阻的电流10A<IR<100A时为中电阻接地方式,当IR>100A时为小电阻接地方式。中性点经中电阻和小电阻接地方式适用于以电缆线路为主、瞬时性单相接地故障很少的、系统电容电流比较大的城市配网、发电厂厂用电系统及大型工矿企业配电系统。

3、以电缆线路为主的配电网的特点:

单位长度的电缆线路的电容电流比架空线路电容电流大10几倍,以电缆为主的
配电网对地电容电流都比较大。

电缆线路受外界环境条件(雷电、外力、树木、大风等)影响小,瞬时接地故障很少,接地故障一般都是永久性故障。

电缆线路发生接地故障时,接地电弧为封闭性电弧,电弧不易自行熄灭,如不及时跳闸,很容易造成相间短路,扩大事故。

电缆为弱绝缘设备。例如,10kV交联聚乙稀电缆的一分钟工频耐压为28KV ,而一般10kV 配电设备的绝缘水平为35kV 。在消弧线圈接地系统中,由于查找故障点时间较长,电缆长时间承受工频或暂态过电压作用,易发展成相间故障,造成一线或多线跳闸。上海79—84的统计结果表明,有30%单相接地故障在查找故障点过程中,引起跳闸或闪络。据湘潭钢厂同志介绍,该厂的变配电系统原采用消弧线圈接地,由于厂区基本上都是电缆线路,且使用年限较长、绝缘老化,在单相接地时,经常发生来不及找出故障线路,非故障线路就发生电缆爆炸的情况。
接地故障时要求继电保护及时动作跳开故障线路。

随着城市电网改造工作的进展,大部分负荷都采用环网或双电源供电,配电网的结构得到加强,有些地方已开始配网自动化的实施,从而大大提高了供电可靠性,而不是靠带接地故障运行来提高供电可靠性。

4、中性点经电阻(电阻柜)接地方式的特点:

中性点电阻是耗能元件,也是阻尼元件(而消弧线圈是谐振元件)。

可以降低工频过电压,单相接地故障时非故障相电压< 3 相电压,且持续时间很短。

有效地限制弧光接地过电压,在中性点经电阻接地的配网中,当接地电弧熄弧后,系统对地电容中的残荷将通过中性点电阻泄放掉,在下一次燃弧时其过电压幅值和从正常运行情况发生单相接地故障时的情况相同,不会产生很高的过电压。中性点电阻阻值越小,泄放残荷越快。适当选择中性点电阻值,可以将过电压倍数限制在满意的范围内。

是消除系统各种谐振过电压的最有效措施,中性点电阻相当于在谐振回路中并接一个阻尼电阻,由于电阻的阻尼作用,基本上可以消除系统的各种谐振过电压。试验表明,只要中性点电阻不是太大(不大于1500Ω),就可以消除各种谐振过电压,电阻值越小,消除谐振的效果越好。

降低操作过电压,中性点经电阻接地的配网发生单相接地故障时,零序保护动作,可准确判断并快速切除故障线路,如果故障线路是电缆线路,考虑到接地故障一般是永久性故障,对故障线路不进行重合闸,不会引起操作过电压。如果是架空线路,由于架空线路发生瞬时故障的可能性较大,在故障线路跳闸后,还将重合一次。实测表明,不论重合成功与否,在重合闸过程中均无明显的谐振过程和过电压。

提高系统安全水平、降低人身伤亡事故,在低电阻接地系统发生接地故障时,零序保护可以在很短时间内动作,将电源切除,这就大大降低了人员接触带电故障设备的机会,从而减少了人身触电伤亡的机会。深圳市10kV配电网采用70多套中性点电阻接地装置,运行6年多,从未发生过因单相接地引起的人身或牲畜触电伤亡事故。广州市10kV 配电网采用中性点小电阻接地方式后,人身触电伤亡事故也大幅下降。

有利于无间歇金属氧化物避雷器(MOA)的推广使用,中性点经电阻接地系统中,无间歇金属氧化物避雷器不会长期工作在很高的工频过电压 和暂态过电压作用下,不会因为其通流容量不足和加速老化而发生爆炸,所以中性点经电阻接地系统适宜采用无间隙金属氧化物避雷器(MOA)。

有利于降低系统设备绝缘水平和提高系统安全可靠运行水平,由于系统的工频电压升高和暂态过电压倍数较低,加之无间隙金属氧化物避雷器保护性能优越,可以将雷电过电压和操作过电压限制到较低水平,所以,中性点经小电阻接地系统的电气设备承受的过电压数值低、时间短,可以适当降低设备的绝缘水平,节约设备投资,对采用原标准的设备则安全可靠性和设备使用寿命大大增长,同时也大大提高整个系统的运行可靠水平,具有明显的经济效益。

可及时切除故障线路,中性点经小电阻接地系统可以简单的配置零序过流保护,在发生单相接地故障时,故障线路的零序保护动作,跳开本线路的断路器,深圳市城市电网自1996年开始实施10kV电网小电阻接地方式,至2000年已有城区20多个220kV、110kV 变电站、70多套中性点电阻柜运行,经过四年多运行检验,零序保护动作近500次,统计分析证明,零序保护动作正确率达99%以上,配电设备重大或特大事故大幅降低。

中性点经电阻接地方式对系统电容电流变化的适应范围较大,当确定适当的接地电阻值后,系统的电容电流在较大的范围内变化,接地电阻对降低弧光过电压、消除谐振过电压的效果不会有明显的变化,所以在系统运行方式发生变化及电网发展时,可以不改变接地电阻值。

简单、可靠、经济。中性点接地电阻结构简单、可靠、投资省。

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